世界各地的不同物种都在将生境向上迁移,这可能会给我们的生态系统带来灾难性的后果。

7.1

在欧洲南部的阿尔卑斯山脉和亚平宁山脉,几乎所有的天牛都在向山上迁徙,而在山顶,一种翅尖呈橙色的棕色蝴蝶正因与世隔绝而濒临灭绝。这是全球性趋势的一个缩影。随着气温上升和生物多样性面临的压力增加,对我们的生态系统至关重要的昆虫不仅正在向北和向南迁移,也在向上迁移。

研究表明,许多动物正在做出类似的动作,但昆虫的高度机动性和较短的世代更替时间使它们能够快速应对变化,这意味着它们上迁的势头可能会很迅速。在比利牛斯山脉,熊蜂的平均上迁速度超过每年1米,有些物种的上迁距离甚至要比这远得多。在婆罗洲的京那巴鲁山,蛾类也采取了类似的行动。

这一切使得它们成了全球升温速度和高海拔地区生态影响的有用指标——这些地区往往是生物多样性的热点地区和特有物种的避风港。为了理解其中的含义,科学家正在装满自己的背包、系好步行靴,向山进发。

“如果你想在一座山上追踪气候变化,你只需要移动几米。但如果你想在平坦的地貌上追踪气候变化,你就得移动好几千米。”约克大学的简??·?希尔(Jane Hill)教授表示。她花了多年时间研究英国和热带地区高海拔区域的昆虫。

尽管广泛的、海拔层面的转移本身就令人不安,但研究还表明,随着昆虫向上迁移,其繁殖和发育也可能会受到影响。其他方面的可能影响则全然未知。毫无疑问的是,它们的分布并不均匀,并且总体而言,面临最大生存威胁的并非那些初次从低地向上迁移的物种。

对于早已适应高坡较冷空气的物种来说,在寻找有利于生存的条件环境时,它们可以移动的距离是有着明确限制的。然而,在科学家已经研究过的山居昆虫中,有超过一半的物种正在向上迁移。

黑珠红眼蝶是希尔教授极为关注的一种高地昆虫,它是英国生物多样性行动计划中的优先物种。最后一次冰河期后,这种翅膀上有橙色“眼斑”的深褐色蝴蝶于英国定居,此后,它向北、向上撤退,如今,它只存在于苏格兰和湖区的高海拔地区。这种隔离使得其种群在基因上产生了不同。

希尔说:“如果你不喜欢频繁爬山,那你就不会研究这种蝴蝶,但这么做可以带来令你惊叹的收获——你可以站在山顶上,欣赏到清晰美丽的风景,因为,蝴蝶显然只有在天气非常好的时候才会翩翩起舞。”

7.2

尺蛾正在婆罗洲京那巴鲁山的斜坡上攀升

如果不能扭转当下的大趋势或是对其进行创造性干预,那么这样的场景可能会变得越来越罕见。“我们所做的工作是从保护它们独特的基因多样性的角度出发的。对气候变化的预测表明,在接下来的几十年后,这些种群将会消失,因此我们可能会失去这种多样性。”她说。

黑珠红眼蝶并不是唯一受到威胁的红眼蝶。同样栖息于英国的艾诺红眼蝶以及生活在意大利等地的波纹红眼蝶也感受到了热力和基因的压力。长期以来,这些特化种的局部灭绝一直在发生,而全球变暖是导致这种情况的重要原因之一。至于这是否会导致更普遍的灭绝现象,要取决于当下的情况。

在生态学中,通常很难找到能清楚解释任何现象的“确凿证据”,这件事上也是如此。向上迁移的现象与气候之外的因素有关,这些“压力源”汇集在一起,也就是所谓的“昆虫末世”。对于英国生态与水文研究中心的大卫?·罗伊(DavidRoy)博士来说,英国的情况很好地说明了这一点。

7.3

诸如高山丽天牛这样的天牛以腐烂的木头为食。如果全球变暖导致它们的食物来源消失,它们将不得不迁移

7.4

诸如美洲丧葬甲这样的葬甲科昆虫或许会展现出对气候危机的适应能力

“如果你想一想英格兰的高地物种,你会发现,它们通常坚守在石楠荒原或湿地之类的生境。但人们正在这些生境上建造房屋、农耕,或是将它们变得集约化。因此,无论气候如何,这些物种中的许多都正在消失。但我认为,有证据表明,气候正在加剧这种压力。”

冰雪的流失也就意味着全球变暖,生长于陆地和水中的高地昆虫都能感受到它的影响。

由于冰川融化,河流和溪流的水温和水流受到影响,已经有预测认为高海拔水生昆虫的生境会遭受严重的丧失。由于这些物种幼年时期大部分时间都在水中度过,因此如今有51%的高海拔淡水物种被归类为“高度易危物种”也就不足为奇了。

对于陆生山地物种而言,积雪可以作为对抗极端情况的缓冲。如果积雪融化,那么对于那些视积雪为“绝缘毯”,在自身最脆弱的时候要依赖它来保护自身的物种来说,生存可能会变得更为艰难。

“人们不太考虑‘大背景’这件事:环境或气候在昆虫的卵期或幼虫期是会造成不同影响的,”科罗拉多大学山地实验室的负责人克里斯蒂?·麦凯恩(ChristyMcCain)教授表示,“我们总是测量成虫的数据、测量它们在夏天的数据,但那可能不是气候变化影响最显著的时期,在山上尤为如此,因为山间变得极其寒冷、干燥。”

麦凯恩认为,过往的数据收集方式妨碍了他们的理解,因为博物馆里的大部分昆虫标本来自低海拔地区,而来自高海拔地区的标本则要少得多。此外,尽管已有大量的研究着眼于蝴蝶和蛾类,但许多其他昆虫种群却遭到了忽视。

“对于某些迷人物种的倾向性是绝对存在的。其余的昆虫种类繁多,我们却对它们知之甚少。”她说。

为了说明她的观点,她提到了她实验室里一位学生对食腐甲虫(葬甲科)的研究。该研究表明,对气候的耐受性很可能是这一重要昆虫种群的遗传特征,这类昆虫深度参与分解作用,并且生活在可以为极端情况提供一定防护的微生境中。这些昆虫自白垩纪以来就始终存在着,它们经历了令人难以置信的气候变化,这一简单的事实可能也有利于它们适应当下的情况。

不存在所谓的“标准昆虫”或是对环境变化的“标准反应”。对于某些种群来说,情况可能是这样的:它们的体型越大、机动能力越强,生存的机会就越大。也不存在通用的高地生境——这也可能会成为一种可取之处。

在海拔较高的地区,小气候可能会造成与其规模不成比例的显著影响,地貌特征可能造成较冷和较暖的斑块。在一些地方,气候的影响可能会得到一定程度的缓冲,使最易受到影响的物种能够坚持生存下去。

“在像比利牛斯山脉这样的地区,人们普遍放弃了传统的山地农业,主要是因为这是一项艰苦的工作。年轻人正在向城市迁移,而过去在这些地方务农的老一辈人要么已经不在这里,要么已经放弃此事。”罗伊说。

“实际上,这些生境中有一部分正在变得更加繁茂,这可能会在气候变暖的同时起到降低小环境温度的作用,因而有可能为其中一些物种的流失提供缓冲。”

卡迪夫大学的汤姆?·毕晓普(Tom Bishop)博士说,由于蚂蚁、白蚁和蜜蜂等社会性昆虫对生态系统的巨大生物量贡献,它们的活动范围和行为变化是一个亟待研究的领域。

他的工作强调了气候、生境丧失和生物多样性讨论在核心之处的细微差别。在热带地区,相比那些在树冠或落叶层中筑巢的蚂蚁,在地面筑巢的蚂蚁似乎更不容易受到气温上升的威胁,其原因很简单:要应对这一气候变化,它们只要把巢穴挖得更深就好了。蚂蚁已经展现出了适应温暖和寒冷环境的能力。

7.5

气候危机威胁着英国艾诺红眼蝶的种群数量

蚂蚁群落对生态系统的巨大影响可以清楚地为另一个重要问题提供启发:迁移到高海拔地区的新来者对那些已经栖息该处的物种有什么影响?

就目前的情况来看,形势并不明确。在阿巴拉契亚山脉,传统上栖息在低海拔地区的野长脚家蚁正在向上迁移,并在此过程中取代亲缘关系密切但适应寒冷环境的物种——云杉长脚家蚁。在毕晓普关注的南非地区,还不曾观察到类似的现象。对于此类互动以及更为基本的问题,我们仍然存在着巨大的未知。

“随着气候变化,平均而言,气温将变得更高,但也会变得更干燥。这是个很大的压力。但是我们对许多生物如何应对干燥和干旱知之甚少。所以我认为,关键在于获得更多有关生理耐受性和表现的信息。”毕晓普说。

对于像蚂蚁、蜜蜂和白蚁这样的社会性昆虫来说,要完全理解任何迁移中的状态,都需要考虑到群体的数量。

毕晓普还表示:“例如,我们很难弄清楚有多少新蚁后建立了新蚁群。这和比如说‘今年在克鲁格国家公园出生了多少头小象’是完全不同的实际问题,因为对于后者,我们可以看到园内所有的大象,标记它们,然后跟踪它们,对于理解气候变化的反应而言,弄清楚这些种群层面的问题真的很重要,然而我们几乎完全不知道蚂蚁或其他社会性昆虫的相关模式是怎样的。”

对于那些收集数据以填补巨大知识空白的人而言,追踪蚂蚁并非他们所面临的唯一一个后勤问题。山区有时偏远难进,这一事实本身就是根本性的障碍,尽管这一障碍可以通过从访问山区的人群那里获取“公民科学”数据,并结合自动化方法来克服。

希尔说:“我们算是已经从过去的‘昆虫向我们展示了有关人类如何改变地貌的重要线索’这种想法转向了如今的‘好吧,既然昆虫正在迁移并展现出了这些变化,而且气候变化对许多物种都有害,那么,我们如何去思考怎样保护它们呢?’”

更为激进的提议之一是帮助基因隔离的物种在其生存范围的极限内找到合适的家园。这可能意味着将物种引入拥有适宜气候、但此前未被它们占据的区域,以保存它们的DNA,或是将它们迁移到已有种群栖息的区域,这也许可以改善它们的遗传多样性以及适应进一步变化的能力。

尽管这个计划的基本逻辑看起来很合理,但人类将昆虫从一个地方迁移到另一个地方的想法往往会引发人们的担忧,认为这种干预可能会对生态系统产生意想不到的影响。希尔并未因此动摇。

她说:“我认为,我们可以汇集那些知晓如何成功做到这件事的人,然后制定出好的指导方针。”

假设这件事被判断为风险较低,那么问题就变成了环保组织对这个想法的投资兴趣有多大。如果项目涉及的昆虫为人熟知,且具有明显的益处(例如在低地授粉),那么保护这类昆虫生境的项目就较为容易获得支持。但如果项目关注的是对许多人而言“眼不见、心不念”的生物多样性,那可能就需要提出更强有力的理由来争取支持。

资料来源 The Guardian