在我們動態變化的星球上尋求庇護的植物
時間：2025-12-10 05:20:22 來源：桑間濮上網 作者：熱點 閱讀：275次
沿著北卡羅來納州的最高山峰，一片孤立的化的護云杉冷杉北方森林是更新世的遺跡，與阿巴拉契亞山脈南部的星球落葉樹形成鮮明對比。Credit: Jess Hunt-Ralston,上尋 Georgia Institute of Technology
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（by Georgia Institute of Technology）：植物，像動物和人一樣，求庇尋求氣候變化的植物庇護。當它們移動時，態變它們會帶走整個生態系統。化的護為了了解植物為什么以及如何在整個時間里穿越景觀，星球保護前沿的上尋研究人員呼吁建立一個新的框架。未來保護生物多樣性的求庇關鍵可能是了解過去。
佐治亞理工大學生物科學學院、植物地球與大氣科學學院助理教授珍妮·麥奎爾（Jenny McGuire）與德克薩斯州、態變挪威和阿根廷的化的護同事一起，在《美國國家科學院院刊》（the Proceedings of the National Academy of Sciences）上率先就生物多樣性這一主題進行了專題報道。星球在“過去作為動態變化星球上生物多樣性保護的鏡頭”這一專題中，McGuire和她的合作者強調了未來成功保護工作必須解決的突出問題。該專題匯集了保護研究，闡明了氣候變化帶來的復雜和不斷演變的動態以及人類使用土地的方式不斷變化。McGuire說，這些因素會隨著時間的推移而相互作用，從而產生動態變化，并說明需要通過深入過去將時間觀點納入保護戰略。
這項工作的一個例子是McGuire對北美植物的研究，該研究調查了植物如何以及為什么會隨著時間的推移跨越地理區域，它們的去向，以及為什么重要。
“植物正在改變它們的地理范圍，無論我們是否意識到這一點，這都在發生，”McGuire說。“隨著種子掉落或被運送到遙遠的地方，隨著氣候的變化，植物種子能夠存活和生長的可能性正在發生變化。研究數千年來植物的生態位動態可以幫助我們了解物種如何適應氣候變化，并教我們如何在即將到來的快速氣候變化中保護和維護生物多樣性。”
氣候保真度：了解脆弱性的新指標
第一步是了解哪些類型的植物表現出McGuire所說的“氣候保真度”，而哪些沒有。如果一種植物具有氣候保真度，這意味著該植物保持對其偏好的氣候生態位的忠誠，通常會在數千年內跨越地理區域遷移，以保持其理想的棲息地。沒有表現出氣候保真度的植物在面對氣候變化時往往會局部適應。事實證明，忠于一個人的氣候并不一定意味著忠于某個特定的地方。
為了調查樹木的情況，McGuire和前佐治亞理工大學博士后學者Yue Wang（中國中山大學生態學院副教授）研究了Neotoma古生態數據庫的花粉數據，該數據庫包含來自北美沉積物核心的花粉化石數據。每一個沉積物核心都被逐層取樣，產生了歷史上不同時期的一系列花粉數據。該數據還包含了不同類型植物的相對豐度的細分，以松樹、橡樹和草的花粉類型為代表，例如，繪制了一張照片，說明在該位置和時間存在哪些類型的植物。
McGuire和Wang查看了從整個北美337個地點采集的13240個化石花粉樣本的數據。對于北美16個主要植物分類群中的每一個，他們將花粉數據分為6個不同的塊或“箱”，時間為4000年，從18000年前到現在。王使用這些數據來確定每一個時期，任何一種樹木（如橡樹）的所有氣候地點都含有花粉化石。然后，王觀察了每棵樹的氣候從一個時期到下一個時期的變化。王通過比較相鄰時間段之間花粉類型的位置來做到這一點，這使得團隊能夠確定每種類型的樹木的氣候隨時間變化的方式和原因。
沿著北卡羅來納州的最高山峰，一片孤立的云杉冷杉北方森林是更新世的遺跡，與阿巴拉契亞山脈南部的落葉樹形成鮮明對比。Credit: Jess Hunt-Ralston, Georgia Institute of Technology
“這一過程讓我們看到了這些不同植物類群的氣候保真度，表明某些植物保持著非常一致的氣候生態位，即使在氣候快速變化的情況下，”王說。
例如，他們的發現表明，當18000年前北美冰川退縮時，云杉和榿木向北移動，以保持其棲息地的涼爽溫度。
至關重要的是，McGuire和Wang發現，在過去18000年中，北美的大多數植物物種都表現出了長期的氣候保真度。他們還發現，遷移更遠的植物在氣候變化期間跟蹤氣候的效果更好。
但有些植物比其他植物表現更好。例如，柳樹的小種子可以長距離飛行，使它們能夠非常有效地跟蹤自己喜歡的氣候。但是，例如，灰樹的大種子只能分散在離母樹較近的地方，阻礙了它們追蹤氣候的能力。人類對棲息地的破壞可能使灰樹更難在新的地區扎根。如果附近沒有白蠟樹的棲息地，它們的種子就面臨著移動甚至更遠的壓力——這對白蠟樹來說是一個特別的挑戰，這會進一步減緩它們的遷移速度。
保護生命結構
好的一面是，通過確定哪些植物對氣候變化最敏感，McGuire和Wang的研究可以幫助自然保護協會等保護組織優先考慮生物多樣性最易受氣候變化影響的土地。
作為最后一步，McGuire和Wang確定了“氣候保真度熱點”，這些地區歷史上表現出強烈的氣候保真度，隨著氣候變化，植物最迫切需要移動。他們將這些熱點地區與自然保護協會確定的可作為這些植物避難所的氣候適應性地區進行了比較。雖然這些有韌性的地區的植物最初可以通過改變它們的分布來適應即將到來的氣候變化，但當一個地區因缺乏連通性和人類破壞棲息地而超過氣候變化能力時，這些植物可能會面臨重大挑戰。細化這些優先事項有助于利益相關者確定有效的戰略，讓生活結構茁壯成長。
McGuire說：“我認為，理解氣候保真度雖然是一個新的、不同的想法，但在未來非常重要，特別是在考慮如何在氣候變化面前優先保護不同的植物時。”。“重要的是能夠看到一些植物和動物更容易受到氣候變化的影響，而這些信息可以幫助制定保護地球生物多樣性的更強有力的戰略。”
(責任編輯：綜合)
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