101種小型哺乳動物棲息地大幅縮減！氣候變化或讓大西洋沿岸森林生物多樣性熱點變“冷點”


本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

本文約3800字，閱讀約7分鐘

文 | 戴秉國

出品 | 海潮天下

氣候變暖正深刻改變地球生物的生存格局。一項新研究針對南美大西洋森林展開模擬，聚焦上百種小型哺乳動物，發(fā)現未來氣候情景下，這片關鍵生物多樣性熱點區(qū)，正面臨從“熱”到“冷”的嚴峻轉變。

國際知名生物多樣性學術期刊《多樣性與分布》（Diversity and Distributions，JCR一區(qū)、中科院一區(qū)Top期刊）刊登了一項由巴西圣克魯斯州立大學（Universidade Estadual de Santa Cru）Ricardo S. Bovendorp教授主導的研究團隊關于南美洲大西洋沿岸森林生物多樣性的研究論文。這篇題為《從熱點到冷點：氣候變化預計將改變生物多樣性熱點地區(qū)小型哺乳動物的多樣性格局》（From Hot to Cold Spots: Climate Change is Projected to Modify Diversity Patterns of Small Mammals in a Biodiversity Hotspot）的研究，深入探討了氣候變化對這一重要生態(tài)區(qū)域的影響。

論文標題及作者信息 圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

南美大西洋沿岸森林：生物多樣性寶庫面臨危機

大西洋沿岸森林（Atlantic Forest）是世界上生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，也是全球公認的生物多樣性熱點地區(qū)。作為全球最古老的熱帶雨林之一，大西洋沿岸森林橫跨巴西、阿根廷和巴拉圭三國，其獨特的地理與氣候條件孕育了眾多南美洲特有物種，其中小型哺乳動物（包括嚙齒類和有袋類）是維系生態(tài)系統結構與功能的關鍵類群。然而，隨著全球氣候持續(xù)變化，這一生物多樣性寶庫正面臨前所未有的生存危機。

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巴西Salto Morato自然保護區(qū) 圖源? 2015 Jo?o P. Burini, CC BY-SA 4.0

當前，大西洋沿岸森林正面臨嚴峻挑戰(zhàn)，森林面積大幅縮減，比例在23%至36%之間；生物棲息地也嚴重碎片化，約97%的碎片面積甚至不足50公頃，這無疑給生態(tài)保護帶來了巨大壓力。為了守護瀕危物種，遏制生物多樣性下降的勢頭，研究人員認為，必須鞏固現有的保護區(qū)，同時開辟新的保護區(qū)。盡管現有的保護區(qū)在遏制森林砍伐方面取得了一定的成就，然而，其在代表性和有效性方面仍然存在較大的提升空間。研究人員特別強調，大西洋沿岸森林中那些擁有獨特分類學和系統發(fā)育多樣性的生物所棲息的高保護價值區(qū)域，同樣亟需我們的關注與保護。這些區(qū)域蘊藏著豐富的生物資源，對維護整個生態(tài)系統的穩(wěn)定與平衡起著至關重要的作用。

預測模型揭示棲息地縮減趨勢

研究團隊運用物種分布模型和氣候變化預測，對大西洋沿岸森林中的小型哺乳動物的未來分布進行了全面分析。研究團隊聚焦小型哺乳動物的原因在于，這類動物體型小、擴散能力有限，對棲息地環(huán)境變化極為敏感。研究團隊通過整合多項生物氣候變量（如溫度、降水、濕度等），構建了高精度物種分布模型（SDMs），模擬了1979至2013年現狀與2050、2070年兩種氣候情景下的潛在分布變化。結果顯示，在樂觀情景（SSP370）與悲觀情景（SSP585）下，小型哺乳動物的適宜棲息地將分別減少20%至30%和40%至50%，分類多樣性與系統發(fā)育多樣性均面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

大西洋森林中小型哺乳動物的分類多樣性（TD）。（a） 當前情景的TD，（b）當前情景和樂觀（SSP370）2050情景之間的TD差異，（c）當前情景和悲觀（SSP585）2050情景之間的TD差異，（d）當前情景和樂觀（SSP370） 2070 情景之間的TD 差異，以及（e）當前情景和悲觀（SSP585）2070 情景之間的TD差異。黑色和紫色表示TD高的區(qū)域，橙色和黃色表示TD 低的區(qū)域。紅色代表TD的損失，灰色代表預計TD不會改變的區(qū)域，藍色代表未來的TD收益。圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

研究還指出，未來氣候變化將導致大西洋沿岸森林東南部地區(qū)成為生物多樣性流失的“重災區(qū)”。在SSP585情景下，東南部地區(qū)的系統發(fā)育多樣性預計下降幅度高達60%，這意味著許多獨特進化分支的物種將面臨滅絕風險。系統發(fā)育多樣性反映物種間的進化歷史和譜系親緣關系，其損失不僅代表個別物種消失，更意味著整個進化鏈條的斷裂風險，進而削弱生態(tài)系統的復原力與長期穩(wěn)定性。

大西洋森林中小型哺乳動物的系統發(fā)育多樣性（PD）。（a）當前情景的PD，（b）當前情景和樂觀（SSP370）2050 情景之間的PD差異，（c）當前情景和悲觀（SSP585）2050情景之間的PD差異，（d）當前和樂觀（SSP370）2070情景之間的PD差異，以及（e）當前和悲觀（SSP585）2070情景之間的PD差異。深綠色和紫色代表高PD區(qū)域，淺綠色和黃色代表低PD區(qū)域。紅色代表PD的損失，灰色代表預計PD不會改變的區(qū)域，藍色代表未來的PD增加。圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

值得注意的是，模型還發(fā)現部分南部零星區(qū)域可能因氣候條件變化成為“新熱點”，但這些區(qū)域面積有限，且多位于人類活動密集區(qū)，難以有效庇護大量物種。此外，當前保護區(qū)與森林殘存區(qū)多位于未來氣候高風險地帶，其中約70%的保護區(qū)面積將在2070年前喪失其生態(tài)功能。有學者提出警告：若保護區(qū)規(guī)劃未能考慮氣候變化因素，我們可能面臨“保護無效”的尷尬局面。

當前情景和悲觀的2070年情景之間系統發(fā)育多樣性（PD）的差異，由（a）保護區(qū)和（b）森林殘余物裁剪。紅色代表PD的損失，灰色代表預計PD不會改變的區(qū)域，藍色代表未來的PD增益。圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

保護區(qū)失效與未被保護區(qū)的潛力

傳統保護區(qū)建設往往基于現狀棲息地分布，但氣候變化的動態(tài)性使得這一策略面臨挑戰(zhàn)。研究團隊通過分析現有保護網絡發(fā)現，大西洋沿岸森林近半數特有物種的棲息地未被納入保護范圍，而部分未被保護區(qū)域（如巴西南部的某些沿海海拔較高的丘陵地帶）可能在未來成為氣候穩(wěn)定的“避難所”。這些區(qū)域雖然當前生物多樣性較低，但其氣候條件在模型預測中表現出較高的穩(wěn)定性，適合作為未來保護規(guī)劃的重點對象。

然而，將未被保護區(qū)域納入保護網絡并非易事。這些區(qū)域多與人類農業(yè)、城市化用地存在沖突，且當地社區(qū)對生態(tài)保護的認識尚且不足。此外，森林碎片化導致的棲息地隔離，使得物種難以通過自然擴散到達這些潛在避難所。因此，有研究建議采取雙軌策略：一方面通過土地政策調整擴大保護區(qū)范圍，另一方面通過生態(tài)走廊建設連通現有棲息地與未來熱點區(qū)域，從而構建動態(tài)保護網絡。

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結語

在論文末尾，作者重申他們的模型清晰表明，氣候變化很可能對大西洋沿岸森林的小型哺乳動物分類和系統發(fā)育多樣性及其分布范圍造成深遠影響。即使是少量增加的溫室氣體排放量，也預計會降低整個大西洋沿岸森林對小型哺乳動物的氣候適宜性。隨著平均溫度的顯著升高，適合小型哺乳動物、中型和大型哺乳動物的氣候區(qū)域將進一步縮減。具體而言，大西洋沿岸森林東南部可能會經歷最顯著的下降，而南部的一些地區(qū)則可能成為這些物種的氣候避難所。同時，作者還指出當前的保護區(qū)將無法在未來的氣候變化下有效保護小型哺乳動物的多樣性，強調迫切需要采取行動減輕氣候變化對小型哺乳動物的影響。研究團隊建議將大西洋沿岸森林南部作為保護工作的重點目標區(qū)域，因為預計這些地區(qū)在未來將獲得更高的系統發(fā)育獨特性，對于維持小型哺乳動物的進化歷史至關重要。解決這一問題可能是保護生物多樣性，并確保小型哺乳動物群落的進化歷史免受氣候變化不可避免影響的第一步。

聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯在蒙特利爾舉行的2022年生物多樣性會議上發(fā)表講話，促成了“昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架”的制定。圖源? 2022 UN Biodiversity, CC BY 2.0

筆者認為，大西洋沿岸森林的案例揭示了一個嚴峻的現實：傳統的生態(tài)保護策略在氣候變化面前顯得力不從心。面對如此挑戰(zhàn)，正如本研究嘗試將氣候模型與保護生物學相結合，我們亟需開發(fā)更具前瞻性的解決方案，根據不斷變化的環(huán)境條件靈活調整保護措施，以捍衛(wèi)大西洋沿岸森林這一全球重要的生態(tài)系統。

這一研究的意義不僅限于大西洋沿岸森林，它為理解和應對全球其他生物多樣性熱點地區(qū)面臨的氣候變化挑戰(zhàn)提供了寶貴的見解。研究方法和發(fā)現可以為其他地區(qū)的相關研究和保護工作提供參考。當然，面對氣候變化的挑戰(zhàn)，保護生物多樣性不僅需要科學研究的支持，還需要政策制定者、保護組織和公眾的共同努力。只有通過多方合作，我們才能希望在不斷變化的世界中保護這一珍貴的自然遺產。

（注：本文僅代表資訊，不代表平臺觀點。歡迎留言、討論。）

文 | 戴秉國

指導老師 | Linda

排版 | 戴秉國

關于作者

戴秉國，國家公派出國留學人員，獲日本政府(文部科學省)博士生獎學金全額資助，畢業(yè)于北海道大學，取得環(huán)境科學博士學位。研究方向為生物多樣性和濕地生態(tài)學。以淡水魚類為主要研究類群，致力于開發(fā)生態(tài)數據分析的定量方法，通過創(chuàng)新性的統計分析手段探索生態(tài)系統結構和維持機制。他的野外調查足跡橫跨北緯10°至60°的北半球典型水域，涵蓋包括泰國詩娜卡琳水壩和美功河全流域；中國長江下游菜子湖等通江湖泊群、滁河與淮河全流域；日本北海道石狩川流域、十勝川流域、朱鞠內湖、大沼湖；瑞典維納恩湖等國內外生態(tài)學研究熱點地區(qū)，具有豐富的生態(tài)調查與野外觀測經驗。迄今已主持完成日本競爭性研究資金資助科研項目1項，發(fā)表中英文研究論文10篇。

【參考資料】
Alves-Ferreira, G., Vancine, M.H., Mota, F.M.M., Bello, C., Sobral-Souza, T., Percequillo, A.R., Lacher, T.E., Jr, Galetti, M. and Bovendorp, R.S. (2025), From Hot to Cold Spots: Climate Change is Projected to Modify Diversity Patterns of Small Mammals in a Biodiversity Hotspot. Diversity and Distributions, 31: e70026.
https://doi.org/10.1111/ddi.70026
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Suncus_etruscus.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/22dec07-COP15-Sec-Gen-Media-3206_%2852549456365%29.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Trilha_da_figueira_na_Reserva_Particular_do_Patrim%C3%B4nio_Natural_Salto_Morato.jpg