全球大多数陆地生态系统面临着因气候变化而发生“重大变化”的风险

一个国际研究小组的一项新研究表明，如果温室气体排放没有大幅减少，地球上大多数陆地生态系统——从森林和草原到沙漠和苔原——都面临着因气候变化而发生“重大变化”的高风险。研究人员利用冰川后变暖时期全球植被变化的化石记录来预测未来在各种温室气体排放情景下可能发生的生态系统变化。他们发现，在“一切照旧”的排放情景下，几乎没有采取任何措施来控制温室气体的排放，地球上野生环境的植被变化可能会比早期研究表明的更深远和更具破坏性。

密歇根大学乔纳森•奥弗派克(Jonathan Overpeck)表示，这些变化将威胁到全球生物多样性，并破坏大自然为人类提供的重要服务，比如水安全、碳储存和娱乐。“如果我们允许气候变化了,这个星球上的植物是比现在看起来完全不同,这意味着一个巨大的风险的多样性.

Overpeck强调说这个团队的结果不仅仅是假设的。一些预期中的植被变化已经在美国西部和西南部等地发生，那里的森林退化和大规模的野火正在改变地貌。“我们正在谈论的是全球范围内普遍且戏剧性的景观变化，”Overpeck说。“我们已经开始在美国和全球看到这种情况。”以前的研究主要基于计算机模型和目前的观测结果，也预测了由于二氧化碳和其他温室气体的持续累积而导致的气候变暖所导致的植被变化。

但这项耗时5年完成的新研究，是首次利用古生态数据——古代花粉粒中现存的过去植被变化的记录，以及来自全球数百个地点的植物化石——来预测全球范围内未来生态系统变化的规模。团队专注于植被变化发生在地球最后的冰川的消失,变暖的时期始于21000年前,差不多在大小(4 - 7摄氏度,或7 - 13华氏度)的升温预期在接下来的100到150年显著如果不减少温室气体排放。

作者写道，由于这两个时期的变暖程度相似，后冰河期与现代的比较提供了“对未来气候情景下地球将面临的生态变化程度的保守估计”。这一估计被认为是保守的，部分原因是预计未来全球变暖的速度至少比上一次冰川消融的速度大一个数量级，因此可能更具破坏性。美国地质调查局(U.S. Geological Survey)西南气候适应中心(Southwest Climate Adaptation Center)主任杰克逊(Jackson)说，“我们说的是在1万到2万年的时间里，同样数量的变化会挤进一两个世纪。”“生态系统将争相追赶。”为了确定上次冰峰后植被变化的程度，研究人员首先收集和评估了全球594个地点的花粉和植物化石记录，这些地点来自除南极洲以外的所有大陆。他们的全球生态变化数据库中所有的地点都是可靠的放射性碳，日期在目前之前的21000年到14000年之间。

然后，他们利用来自多个来源的古气候数据，推断出相应的温度上升对化石中植被变化的影响。这反过来又使他们能够计算出未来不同程度的变暖将如何影响地球的陆地植被和生态系统。“我们利用过去的结果来观察未来生态系统变化的风险，”亚利桑那大学的诺兰说。“我们发现，随着气温上升，生态系统发生更多变化的风险越来越大。”

他们总结说，在一切照旧的排放情况下，大规模植被变化的概率大于60%。相比之下，如果温室气体排放量降低到2015年巴黎协议的目标水平，大规模植被变化的可能性不到45%。许多变化可能发生在21世纪，特别是在植被干扰被其他因素放大的地方，如极端气候、广泛的植物死亡事件、栖息地破碎化、入侵物种和自然资源获取。研究人员得出的结论是，这种变化可能会持续到22世纪甚至更晚。

受到重大影响的生态系统服务包括碳储存——目前，大量的碳储存在陆地生态系统的植物和土壤中。奥弗派克说:“现在地球周围被植物封存的许多碳可以释放到大气中，进一步放大气候变化的规模。”作者说，他们基于经验的古生态学方法为气候驱动的植被变化提供了一个独立的视角，补充了之前基于建模和现代观测的研究。来自这些不同方法的预测正在趋同，这一事实“加强了预测气候变化将推动重大生态系统转变的推论，”作者写道。奥弗派克说:“这是一个巨大的挑战，我们作为一个国家和国际社会需要更加认真地对待。”