岛屿上的树木无法逃避气候变化

“如果这些物种任由它们自生自灭,气候变化最终将导致它们灭绝。”

2015年夏天,凯尔·罗森布拉德(Kyle Rosenblad)在茂宜岛(Maui)的一座陡峭山脉徒步时,注意到一种姿态优美的树木散布在风景中。他很好奇这是什么树,于是拍了一些照片给朋友看。原来它们是柏松(Bermuda cedars),一种原产于百慕大(Bermuda)的物种,于20世纪初首次种植在茂宜岛上。

罗森布拉德说:“有时,岛屿物种会被人类带到其原产岛屿以外的地方——要么是大陆,要么是另一个岛屿——并且能在那里野外生存,正如柏松在茂宜岛上的情况一样。”他是布朗大学(Brown University)生态学与进化生物学系Sax实验室(Sax Lab)的研究助理。

他从未去过百慕大,但怀疑那里的气候与茂宜岛不同。“然后我突然想到:如果我的猜测是正确的,那么这个物种能够在茂宜岛的气候下生存,就有效地表明了它具有潜在的生物耐受性,这可能有助于它在未来气候变化中生存下来,”罗森布拉德说。“然而,我们仍然不知道这种耐受性是否足以应对预计将在百慕大发生的气候变化。”

换句话说,柏松能够适应茂宜岛的生活,但这并不意味着它能够适应本世纪晚些时候百慕大的生活。

A Bermuda beach
百慕大海滩。Pixabay

现有研究表明,岛屿物种的遗传多样性低于其大陆近亲。这种遗传多样性的缺乏使它们容易受到环境变化的影响。例如,在一个岛屿上,某个特定树种的每个成员可能都适应凉爽的天气,而在大陆上,有些适应寒冷,有些则适应炎热。如果气温升高,至少大陆上那些适应温暖天气的树木可能会幸存下来,但岛屿上的树木可能会灭绝。

罗森布拉德说:“如果气候变化使某个岛屿变得过于炎热、过于干燥或过于多风,无法供当地物种生存,那么这些物种将被困在岛上,无处可逃。”

罗森布拉德和他的同事,Sax实验室负责人多夫·萨克斯(Dov Sax)以及博士生丹尼尔·佩雷特(Daniel Perret),通过研究针叶树(包括雪松、冷杉和松树)来调查气候变化对岛屿物种构成的危险。“当独特的岛屿树种有机会在其原产岛屿以外生长时,它们会表现出多大的额外气候适应能力?”罗森布拉德说。“这种额外的适应能力是否足以帮助它们应对预计的未来气候变化?”

Branches of a Bermuda cedar
一枝百慕大柏松的枝条。Malcolm Manners

他们的发现令人担忧。他们的研究表明,到2070年,气候变化可能会导致许多小型岛屿针叶树——近四分之一的研究物种——灭绝。岛屿越小,危险越大,因为树木无处可逃。岛屿越大,气候变化就越多样,这意味着物种可以迁移到更凉爽的地区。他们的研究发表在《自然-气候变化》(Nature Climate Change)杂志上。

“我们的结果让我们感到惊讶,”罗森布拉德说。“我们预计,如果这些物种任由它们自生自灭,气候变化最终将导致它们灭绝。”

物种可以适应新环境,但气候变化将使这一过程变得困难。“棘手的问题是,对于某些物种来说,它们所展现出的适应能力和可塑性仍然不足以抵御预计在其原产岛屿上发生的气候变化,”罗森布拉德说。

Canary Island pine trees
加那利岛松树,是研究中使用的针叶树之一。Luc Viatour

因此,虽然柏松可能在茂宜岛上茁壮成长,但适应百慕大未来的气候“将需要更大的努力,”他说。他还补充说,尽管柏松在许多不同的地方生存,但“可悲的是,没有一个地方的气候与百慕大预计50年后将拥有的气候相似。”他说,鉴于这种情况,“我们仍然没有任何证据表明它能够应对预计在其原产岛上发生的气候变化。”

科学家们敦促谨慎解读这些发现,因为物种可能比证据表明的更具适应性。“然而,我仍然认为我们的结果令人高度担忧,”罗森布拉德说。

在进行这项研究时,研究人员依赖于从全球数字化的植物标本馆藏品中获得的数据。他们专注于55种针叶树,将关于这些树种的信息与现有的全球气候统计数据进行交叉比对,以确定研究物种发现的每个地点(包括其原产岛屿和其他地点)的气候条件,如温度和降水量。然后,他们为每个物种构建了计算机模型,这些模型可以告知研究人员在不同气候条件组合下物种的表现如何,包括对其原产岛屿在50年后预计的气候条件。

Norfolk Island pines
诺福克岛松树,是研究中使用的针叶树之一。[Bertknot]https://flic.kr/p/dvgm1F)

研究人员表示,许多岛屿树种可能需要“严重的帮助”来抵御气候变化。“未能提供这种帮助可能带来灾难性后果,不仅仅是对树种本身,”他说。他解释说,树木执行着至关重要的功能,“例如帮助调节生态系统中的水和养分流动。”

研究人员表示,我们需要有针对性的保护措施来避免灭绝。许多这些树木对岛屿居民来说也具有重要的文化意义,尤其是柏松。

罗森布拉德说:“它仍然是百慕大文化中不可磨灭的象征。”“它的木材长期以来一直受到工匠和建筑商的青睐。甚至有一个百慕大的婚礼传统,新娘的蛋糕上会放一株柏树幼苗,然后新人一起种植这株幼苗。”

他补充说,“重要的是要强调这些树木的美丽——并帮助它们避免灭绝——以便后代能够受益于它们所能提供的一切。”

玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿,该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。

 

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