人类正在气候变化这场全球科学实验中考验着生态系统。随着它们偏好的气候向高海拔或高纬度地区移动（或被彻底摧毁），生物体正在迁移到新的栖息地，其灭绝速度因人类活动而被放大约 1000 倍。
生态学家尚未就多少物种能够通过迁移或适应来度过这场变化——以及有多少物种将灭绝——达成一致估计。他们的预测差异很大，气候变化导致物种消失的比例在零到 54% 之间。这些估计中的许多都基于试图根据物种理想气候随气温升高而移动的位置来预测灭绝的计算机模型。但《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）周一发表的一项新研究，通过回顾过去 500 多个物种迄今为止对变暖气候的反应，然后利用这些模式来预测未来的下降。华盛顿大学生态学家劳伦·巴克利（Lauren Buckley）表示：“这项研究很好地建立在（先前的预测）之上，利用了物种随时间变化实际观测到的数据。”她并未参与这项研究。“近期有大量研究表明，我们需要超越平均气温来理解物种对气候变化的反应。”
该团队从已经记录到的局部灭绝开始。他们使用了 538 种生活在海拔梯度（例如从山谷到山顶）的动植物物种数十年的调查数据。大多数调查集中在温带气候区，但 538 种物种中的大多数是热带物种（因为热带地区物种更多）。生态学家们考察了调查点随时间变化的（温度和降水）气候条件。通过比较物种灭绝的地点和未灭绝的地点，他们可以了解哪些气候变化导致了物种的消失。
他们发现，夏季高温的快速升高是导致物种灭绝的最常见原因。因此，即使某个地点的年平均气温几乎没有变化，如果经历的最热温度急剧升高，这种变化也可能导致一个植物或动物种群的灭绝。事实上，物种灭绝的地点比没有灭绝的地点，年平均气温变化幅度往往更小。该研究的合著者、亚利桑那大学生态学家约翰·威恩斯（John Wiens）表示：“我们发现，年平均气温，这是人们总结气候变化非常普遍的方式，实际上有些误导性。”“最高温度似乎是真正导致气候变化引起的局部灭绝的因素。”
接下来，生态学家们利用全球气候模型，在不同排放情景下，查看调查地点的温度和降水可能如何变化。他们根据历史数据中发现的模式，考虑了在这些新条件下物种的生存状况。在历史气候分析中，他们估计，在最高温度升高 0.519 摄氏度时，一半的物种会在特定地点灭绝；在最高温度升高 2.860 摄氏度时，95% 的物种会灭绝。
当他们假设物种需要向上迁移以保持在其理想气候中时，到 2070 年将损失 57% 到 70% 的物种。但这一假设与过去调查记录的实际情况不符。在那些报告中，植物和动物对它们能够舒适承受的条件有一定的灵活性，并且能够适应更温暖的条件，这被生态学家称为“生态位转移”（niche shifts）。威恩斯指出，考虑到这种已证实的适应能力，他估计，在预计的未来气候变化中，只有 16% 到 30% 的物种会灭绝。他补充说：“通过纳入扩散率和生态位转移，我们认为我们对未来气候变化可能导致灭绝的物种数量给出了相当精确的估计。”
与前几项研究的悲观预测相比，这算是个好消息，但前景仍然不容乐观——尤其是对热带物种而言。在未来的气候预测下，这些生物的表现尤其糟糕。在较低排放情景下，20% 的热带动植物灭绝，而温带物种为 5%。在高排放情景下，36% 的热带物种和 18% 的温带物种消失。“在热带地区，年最高气温有所升高，而这正是导致许多物种灭绝的原因，”威恩斯说。“不幸的是，大多数物种生活在热带地区。”
造成这种差异的可能原因是，热带物种适应了全年变化不大的温暖湿润的环境。“这些热带物种已经进化到适应这些非常恒定的环境，它们不擅长应对气候变异或极端事件的增加，”巴克利说。“我们需要考虑它们对环境条件的敏感程度，而不仅仅是考虑环境变化了多少。”
威恩斯表示，未来他希望更详细地了解这些灭绝地点的情况。尽管高温最常与物种数量下降相关，但它们不一定是物种灭绝的直接原因。相反，原因可能更复杂。例如，气温升高可能会影响食物的供应，或导致疾病增加，然后这些因素会导致种群数量下降。此外，对于生态位转移，威恩斯说，目前尚不清楚这是物种简单调整（例如，更多地待在阴凉处）的结果，还是进化出对新条件的耐受性。
这项研究确实表明，人类对数百种生物的命运有多大的控制力。“例如，如果我们遵守《巴黎气候协定》，[灭绝率]可能低至 16%，”威恩斯说。“如果我们不遵守，情况就不那么乐观了。根据气候变化的程度，我们可能会失去三分之一甚至一半以上的物种。”
