亞利桑那大學研究人員參與的一項新研究表明，氣候變遷的速度超過了樹木的適應能力。這項發現為研究氣候變遷的生態學家提供了”警示”。隨著世界升溫和氣候轉變，生命將遷移、適應或滅絕。幾十年來，科學家一直採用一種特定的方法來預測物種在這段巨變時期的生存狀況。然而，根據新的研究，這種方法可能會產生誤導或錯誤的結果。

預測方法的缺陷被揭示出來

亞利桑那大學的研究人員及其在美國林務局和布朗大學的團隊成員發現，這種通常被稱為”空間-時間替代法”的方法未能準確預測美國西部一種叫做松柏的廣布樹種在過去幾十年來對氣候變暖的實際反應。這也意味著，其他依賴空間-時間替代的研究可能無法準確反映物種在未來幾十年對氣候變遷的反應。

研究團隊從美國西部收集並測量了遠至1900 年的松柏年輪，並將樹木的實際生長情況與模型預測的樹木應對氣候變暖的情況進行了比較。

從加州特魯克基附近的威爾第山上俯瞰松柏和傑弗瑞松林。來源：Daniel Perret

論文共同作者、亞利桑那大學年輪研究實驗室副教授瑪格麗特-埃文斯（Margaret Evans）說：”我們發現，空間-時間替代法產生的預測在對氣候變暖的反應是積極的還是消極的方面是錯誤的。這種方法認為松柏應該從氣候變暖中獲益，但實際上它們受到了氣候變暖的影響。這是一種危險的誤導”。

他們的研究結果於12 月18 日發表在《美國國家科學院院刊》。美國林務局ORISE研究員丹尼爾-佩雷特（Daniel Perret）是第一作者，他在亞利桑那大學實驗室透過該校的夏季野外方法課程接受了年輪分析培訓。這項研究是他在布朗大學與生物地理學和生物多樣性教授多夫-薩克斯（Dov Sax）合作完成的博士論文的一部分。

時空置換中的不準確性

時空置換的原理： 每個物種都有其偏好的氣候條件範圍。科學家假定，生長在該範圍較熱一端的個體可以作為一個例子，說明在未來氣候變暖的情況下，較冷地點的族群可能會發生什麼。

研究團隊發現，松柏類樹木在溫暖的地方生長速度較快。根據空間-時間替代範式，這表明隨著氣候變暖，在分佈的冷邊緣，情況應該會變得更好。

埃文斯說：”但從年輪數據來看，情況並非如此。”

當研究團隊利用年輪來評估單棵樹木對氣溫變化的反應時，他們發現松柏類植物始終受到氣溫變化的負面影響。如果這一年的氣溫比平均氣溫高，它們的年輪就會比平均氣溫小，因此變暖實際上對它們不利，這在任何地方都是如此。

研究團隊懷疑，出現這種情況是因為樹木無法快速適應快速變化的氣候。

埃文斯說，一棵樹及其所有的年輪都記錄了這棵樹在某一年與下一年不同氣候條件下的遺傳情況。但是，一個物種作為一個整體是如何做出反應的，則是緩慢進化以適應特定地點與另一個地點不同的平均條件的結果，與進化一樣，隨著氣溫的變化，適應性更好的樹木遷移也有可能拯救物種，但氣候變遷發生得太快了。

降雨的影響與最後的思考

除了溫度，研究團隊也研究了樹木對降雨的反應。他們證實，無論從時間或空間來看，水總是越多越好。

埃文斯說：”這些基於空間的預測真的很危險，因為空間模式反映的是經過很長一段時間後的終點，在這段時間裡，物種有機會進化、分散，並最終在地形上進行自我調整。但氣候變遷並非如此。不幸的是，樹木發現自己所處的環境變化速度超過了樹木的適應能力，這確實使它們面臨滅絕的危險。這對生態學家來說是一個警示”。

參考文獻： 《物種對空間氣候變異的反應並不能預測其對氣候變遷的反應》，作者：Daniel L. Perret、Margaret EK Evans 和Dov F. Sax，2023 年12 月18 日，《美國國家科學院院刊》。

DOI: 10.1073/pnas.2304404120

編譯來源：ScitechDaily