中國網/中國發展門戶網訊 2022年2月28日，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布了IPCC第六次評估報告第二卷《氣候變化2022：影響、適應和脆弱性》的決策者摘要及報告全文（以下簡稱「第六次報告」）。第六次報告指出，近期全球極端天氣及氣候事件日益頻繁，對生態系統影響深遠。氣候變暖導致全球海平面上升，部分地區強降水、熱帶氣旋次數增加，極端高溫、降水、乾旱和森林火災頻發。極端氣候事件頻發對人類社會及生態系統的危害日益嚴重，人類社會及生態系統越來越難以適應日益劇烈的極端氣候變化。
2022年8月3日，中國氣象局發布了《中國氣候變化藍皮書（2022）》（以下簡稱「藍皮書」）。藍皮書顯示，1951—2021年我國陸地表面年均氣溫增溫速率達0.26℃/10年；極端低溫事件減少，極端高溫事件增加。1961—2021年，我國年降水量逐漸增加，每10年增加5.5 mm，極端強降水事件增多；平均風速和日照時數逐漸下降，北方沙塵日數減少。2002—2021年，我國積雪覆蓋率在西北、東北及中北部略有下降，在青藏高原略有增加。1980—2021年，我國沿海海平面變化急劇上升，上升速率為3.4 mm/年。
氣候變化對全球的生態影響
物候提前、植物生長季延長
對全球4000多個物種的評估發現，在區域性氣候變化的驅動下，大約2/3物種的春季物候提前。在氣候變暖情景下，溫帶區域的春季物候提前，亞洲東部和北部一些區域植物的生長季延長。但是，不同生物類群在物候上對氣候變化的響應存在差異，相同類群在不同地區、不同時間段上也有差異。與20世紀90年代相比，當前春季物候提前的速度開始變慢，在一些地區停止甚至延後。在熱帶區域，降水變化對物候的影響比氣溫變化更大。針對北美52種遷徙鳥類的研究表明，受氣候變化影響，這些鳥類普遍發生體長減少、翅長增加等形態變化，40年間春季遷徙物候提前。
生物多樣性喪失風險增加
極端高溫的加劇已致使數百個物種的局地喪失，加快了物種喪失速度，其中一部分喪失（如物種滅絕）無法挽回。全球變暖導致了區域性生物多樣性喪失、生態系統退化。若全球升溫1.5℃，海洋生態系統及其沿岸將面臨中等至非常高的生物多樣性喪失風險，生物多樣性熱點地區特有種的滅絕風險將翻倍；若升溫3℃，大多數海洋及沿海生態系統都將面臨非常高的多樣性喪失風險。受氣候變化影響，大量動植物種群局地滅絕，甚至導致部分物種滅絕。研究發現，在976種動植物中，有47%的種群局地滅絕與氣候變暖有關，而且在熱帶地區的局地滅絕高於溫帶、淡水高於海洋及陸地、動物高於植物。
物種分布區向極地或高海拔移動
對全球超過4000個物種的研究表明，其中大約有一半的物種分布區向極地或更高海拔方向移動，不同生物類群的變化並不一致。森林昆蟲對氣候變化更加敏感，冬季變暖降低了害蟲越冬死亡率，生長季延長利於其種群增長，由此導致森林害蟲向兩極地區擴張，加重了害蟲在北美北部和歐亞大陸北部的危害及暴發程度。北美、歐洲和中亞地區的淡水魚種群分布區向極地和更高海拔方向移動。在亞洲，預計約70%被研究的物種受到氣候變化的負面影響，約30%的物種面臨著較高的滅絕風險。
生態系統改變和退化
氣候變化已經對一些陸地、淡水、沿海和海洋生態系統造成了巨大破壞和難以逆轉的損失。氣候變化導致部分溫帶森林樹木死亡，而熱帶稀樹草原和寒帶苔原受樹木侵蝕，這些變化影響了生態系統的結構、功能、恢復力及生態系統服務。受氣候變化影響，生物群落的改變及演替更為普遍，高山森林-苔原交錯帶向高海拔移動，落葉和北方森林交錯帶向極地移動，亞北極苔原的木本植被增加，全球草地的面積顯著減少。在溫帶和寒帶區域，大約一半的樹線正在向極地或者更高海拔移動，高山草甸減少。亞洲北部山地的樹線在20世紀90年代以後逐漸向更高海拔移動；但是，喜馬拉雅山脈區域的樹線出現向更高或更低海拔移動，以及不移動的情況，這可能與當地複雜的環境因素有關。總體上，在未來變暖的情境下，山地地區的樹線預計會進一步向更高海拔移動。
動物疫病頻發和蔓延
氣候變化加快了動物疫病的傳播，部分媒介、宿主動物因氣候變化而數量激增、蔓延擴散，導致疫病流行。蜱傳疾病、蠕蟲病和壺菌病向極地、高海拔地區擴散，已接近北極及尼泊爾的高緯度、高海拔地區，更多動物疫病呈現新發趨勢。在全球較工業革命前變暖1.5℃的情景下，預計病媒傳播疾病在非洲東部和南部的分布範圍和季節性傳播速度將增加。在亞洲，氣候變化增加了熱浪、洪水等災害的頻次，從而增加了病媒疾病的發生率。降水增多和溫度升高將增加亞洲熱帶和亞熱帶地區腹瀉病、登革熱和瘧疾的流行風險。在中南美洲，氣候變暖增加了登革熱、基孔肯雅熱和寨卡病毒病等病媒疾病的傳播。在北美洲，溫度和降水的變化增加了病媒傳播、水源性和食源性疾病的流行風險。在歐洲，萊姆病病原體攜帶者蜱蟲的分布範圍已隨溫度變化在部分國家擴大，預計將進一步向北擴展。在大洋洲，降水量和溫度的變化與疾病的暴發和傳播模式有關。
氣候變化對我國的生態影響
植物生長季延長、植被覆蓋度增加
藍皮書指出，1963—2021年，我國典型地區代表性植物如北京玉蘭、瀋陽刺槐、合肥垂柳、桂林楓香樹和西安色木槭的春季物候期每10年提前1.5—3.5天，瀋陽刺槐和合肥垂柳落葉期每10年推遲1.3天和4.7天。總體上，全國春季物候每10年提前1—6天，生長季結束日期推遲2—5天，植被生長季顯著延長。
過去幾十年，我國植被覆蓋度隨氣候變暖逐漸增加。例如，廣西石漠化區秋季植被指數逐漸增加，草地淨初級生產力、葉面積指數、生長季都逐漸增加；西北石羊河流域荒漠面積逐漸減小，但仍存在地區、物種間差異。在我國西北地區，除了針葉林和農區，2000—2015年，物候每年大約提前1天；而華北、內蒙古林地物候在1982—2015年間提前6天。在我國天山山區的12種植被類型中，2000—2016年只有2種的淨初級生產力增加，1種下降，其他9種變化並不顯著。溫度升高和降水增多延長了植物生長季，增強了植被光合作用能力，從而促進了植物生長和呼吸。2001—2018年期間，我國的總初級生產力（GPP）以49.1—53.1 Tg C/年的速度快速增加；森林、灌叢、草原、農田2001—2010年間封存的碳達201.1 Tg，其中氣候變化及植樹造林的貢獻各約一半。據估計，到21世紀末，我國溫濕型植被面積將增加，而乾冷植被面積將減少。
物種分布區改變、生物入侵風險升高
氣候變暖已導致我國一些動物分布區發生變化。氣候變暖改變了東北駝鹿的食物可獲得性和質量及其腸道微生物群落的結構和功能，導致了其南部分布區的退縮。氣候變暖使一些動植物分布區向更高緯度、更高海拔方向移動。雲南白馬雪山的落葉松（Larix potaninii）樹線1923—2003年向高海拔移動了67 m。秦嶺太白紅杉（Larix chinensis）1919—2018年向高海拔遷移了24.7 m。1992年以來布氏田鼠（Lasiopodomys brandtii）南部邊界向北退縮了343 km。原主要分布於長江以南的黃胸鼠（Rattus tanezumi）擴散至華北、西北地區。雲南亞洲象種群過去幾十年不斷向北遷移。主要分布在熱帶、亞熱帶地區的登革病毒宿主伊蚊已向我國北方大範圍擴散。冬季變暖使甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）分布區北界北移；如果未來升溫1℃—3℃，其分布區將繼續向北移動200—500 km。預計到2100年，禾穀縊管蚜（Rhopalosiphum padi）、麥雙尾蚜（Diurphis noxia）、異色瓢蟲（Harmonia axyridis）分布區將向北移動437、217、620 km。
氣候變化加重了我國遭受的外來物種入侵。包括水葫蘆（Eichhornia crassipes）、豚草（Ambrosia artemisiifolia）、水花生（Alternanthera philoxeroides）、加拿大一枝黃花（Solidago canadensis）、麻風樹（Jatropha curcas）、蓖麻（Ricinus communis）、石栗（Aleurites moluccana）等木本油料植物及多種有毒植物，以及美洲斑潛蠅（Liriomyza sativae）、須鰻鰕虎魚（Taenioides cirratus）等陸生、水生動物。但也有研究表明，氣候變暖也可能利於本地植物。例如，線葉黑三棱（Sparganium angustifolium）對抗外來種如水蘊草（Egeria densa）的入侵。氣候變化亦可抑制部分外來物種的入侵。例如，互花米草（Spartina alterniflora）、外來雜草、牛膝菊（Galinsoga parviflora）、粗毛牛膝菊（Galinsoga quadriradiata）等植物的入侵受到氣候變化的抑制。
生物災害頻發
受氣候變化影響，近50年來我國西北地區農業乾旱頻次增加，強度及受災面積增大，且作物病蟲害增加。極端氣候頻發可增加生物災害發生的風險，但風險高低與物種類群、時空尺度有關。受近期氣候變化等因素影響，黃海銅藻（Sargassum horneri）繁殖加快，黃海綠藻（Ulva prolifera）及金潮頻繁暴發，對我國水產、旅遊和生態保護造成巨大損失。我國天幕毛蟲（Malacosoma neustria）危害頻率從過去的14—15年縮短到8—10年，油松毛蟲（Dendrolimus tabulaeformis）已從遼西擴散到遼北。預計玉米蚜蟲（Rhopalosiphum maidis）將在我國胡煥庸線以東地區繼續擴張，加重玉米蟲害。據估計，氣候每增溫1℃，我國蟲害發生面積平均每次將增加9.6×107 hm2。氣候變化也加重了一些動物疫病的流行。例如，溫度升高和降水增加導致登革病毒宿主北擴，增加了登革熱的暴發頻次與流行強度；氣候變化改變降水促進了西南地區流行性乙型腦炎流行；氣候變暖也導致部分蜱蟲分布區向北擴展，加重了蜱傳疾病的流行。
氣候變化對生物種群的影響往往具有複雜的非單調效應，既可以是正的，也可以是負的，其正負效應往往與物種習性、地區環境、種群密度、時空尺度、時滯、作用路徑等因素有關。在內蒙古草原，溫度對鼠類種群既具有直接正作用，又通過植被對其產生1年時滯的間接負作用；達烏爾鼠兔和長爪沙鼠的種群增長率分別與降水量、溫度呈拱形關係。溫度升高增加海南旱季瘧疾發病人數，但又減少雨季瘧疾發病人數。溫度變化對生物災害（如蝗災、疫病、鼠疫等）的發生既有直接作用，也有間接作用（如通過改變降水、棲息地等），或有地區性差異。
生物多樣性減少
據模擬分析，在不同碳排放情境下，氣候變暖將減少我國許多野生動植物，如大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）、駝鹿（Alces alces）、黑麂（Muntiacus crinifrons）、四川仰鼻猴（Rhinopithecus roxellana）、冷杉屬植物（AbiesMill.）等的適宜分布區。氣候變化和人類活動可導致我國亞洲象、犀牛分布區的退縮或擴張，或導致我國一些大中型獸類的局域滅絕。在我國233種保護植物中，預計有16%的物種將在2080年失去超過30%的分布區。在我國南海，大約571個珊瑚物種受到了人類活動和氣候變化的影響；氣候變暖引起的海洋變暖和酸化也影響海底軟體動物，如雙殼類動物、腹足類動物、海膽等。據藍皮書報告，過去30年我國海域的活造礁石珊瑚覆蓋率呈下降趨勢；2010年以來，我國南沙群島、西沙群島等珊瑚因氣候變暖發生的熱白化事件增多；預計到21世紀末，我國南海珊瑚增長率將有所下降。
對策與建議
總體看，全球氣候變化所引發的生態影響是顯著的，但這些影響在不同地區、不同類群上存在一定差異。總體上，氣候變暖導致了物候提前、植物生長季延長；氣候變暖導致了物種分布區向極地或高海拔移動，樹線升高；氣候變暖導致了許多物種的局地性滅絕或棲息地退縮；氣候變化引發的極端天氣加大了一些疫病的傳播。因此，全球要進一步減少人類對氣候和生態系統的干擾，加大對生態系統完整性、連通性的保護和修復力度，避免氣候變化可能產生的災難性後果。
第六次報告和藍皮書及相關研究結果對我國應對氣候變化也具有很重要的借鑑和參考意義。由於我國人類活動干擾強度大、生態系統比較脆弱、生態環境退化嚴重、棲息地過度碎片化、瀕危物種和有害生物種類多，應對氣候變化的難度很大。因此，我國有必要加大氣候變化的生態影響與對策研究，主要提出4個方面的建議。
摸清家底，評估物種變化態勢，為應對氣候變化提供科學依據和對策。有必要進一步加強重要物種分布區變化的評估和預測，為制定和提出切實可行的氣候變化適應或緩解對策提供科學依據。一方面，要加強頂層設計，建立系統完備的物種分布區變化和種群數量監測系統；另一方面，可系統挖掘文獻數據，重建物種分布區變化模型。為評估物種變化態勢，可根據物種分布點記錄，藉助物種分布模型等手段，模擬物種分布區的變化趨勢。也可以根據物種記錄的時空數據，定量評估物種邊界變化，區分氣候變化和人類的獨立和交互影響。分析和評估結果可為重點物種保護、資源利用及災害防控提供有針對性的科學依據。
研究氣候變化下不同區域生態系統的臨界點（tipping point），即生態系統發生不可逆轉的轉變。要研究氣候持續變暖下生態交錯區相鄰生態系統發生替代的外部條件與干擾因素，提出防止生態系統退化、加快生態系統修復的干預措施和對策。炎熱乾旱可能會加大一些地區退化生態系統的修復難度。因此，要嚴格控制人類的放牧、開墾等干擾活動，防止生態系統發生不可逆轉的轉變，進而崩潰或功能喪失。對於溫度和降水增加的區域，氣候變化將有利於加快退化生態系統的恢復。因此，要因地制宜，積極開展植樹造林、栽灌、種草，提高植被覆蓋度，增加生物多樣性。
研究和弄清氣候變化驅動下具有重要生態、經濟、保護價值物種的遷移路徑，採取有針對性的保護對策，以提高其應對氣候變化的生存力。氣候變化將導致物種在海拔和緯度方向上的遷移。溫度持續升高，可導致北半球（南半球）低緯度物種分布區北界（南界）向中緯度擴張，中緯度地區物種分布區整體向高緯度遷移，高緯度地區物種分布區南界（北界）向極地退縮，極地地區物種消失。溫度持續升高，可導致低海拔物種分布區上界向中海拔擴張，中海拔地區物種分布區整體向高海拔遷移，高海拔地區物種分布區下界向山頂退縮，山頂地區物種消失。而氣候變冷對物種分布區的影響則剛好和氣候變暖相反。人類活動導致的物種棲息地隔離將阻礙氣候變化驅動下的物種遷移，導致其局地或整體滅絕。為解決這一物種遷移受阻問題，有必要結合動物潛在的遷移路徑，根據山脈走向和保護區分布特點，沿海拔和緯度方向建設一批適應氣候變化的物種氣候生態廊道（即有利於物種在氣候變化下遷移的生態廊道），增加棲息地連通性，恢復和提高物種在緯度、海拔方向上的遷移能力。為發揮高原、山脈和山地在氣候變化下保存生物多樣性緩衝作用，有必要增加高山和極地國家公園或自然保護區的數量。
研究氣候變化下有害生物暴發成災和蔓延規律，提高應對生物災害的預警和治理能力。氣候持續變暖將促進我國熱帶、亞熱帶地區的病蟲害、動物疫病向高緯度、高海拔地區遷移，加大這些地區生物災害發生的風險。持續變暖將增加我國部分地區的溫濕度，因此喜溫、喜濕的有害生物（如登革熱、出血熱等的宿主）的種群將擴張。雖然氣溫升高有利於有害生物的發育和越冬，但持續變暖可能突破物種生理耐受上限，抑制一些原優勢有害生物種群增長，促進次生有害生物上升為主要有害生物。近幾十年來，我國西部乾旱區總體溫度和降水呈顯著上升趨勢，一些草原或乾旱地區的有害生物對溫度和降水增加敏感，其種群暴發風險可能會加大。總體看，如果氣候持續變暖，我國將面臨新老有害生物交替、新生或次生有害生物危害加重的風險，以及部分農業病蟲害和動物疫病北遷或西移的風險。因此，應做好農業病蟲害、疫源動物和媒介的遷移監測與防控工作，防止重大生物災害的暴發和蔓延。
綜上所述，氣候變化的生態學效應影響是十分顯著的，同時也是十分複雜的。因此，要加強氣候變化生態學研究，提出科學合理的氣候變化適應與緩解對策，促進我國生物多樣性保護、生物災害防控和生物資源管理等各項事業的發展。
（作者：萬辛如、程超源，中國科學院動物研究所；白德鳳，中國科學院動物研究所、中國科學院；張知彬，中國科學院動物研究所、中國科學院生物互作卓越創新中心。《中國科學院院刊》供稿）