海平面上升，全球陆生脊椎动物何处安身
■本报记者 朱汉斌
世界气象组织报告显示，2015—2024年全球海平面上升速率约为每年4.7毫米，是1993—2002年的两倍多；在高排放情景下，到2100年，这一速率可能超过每年10毫米。全球平均海平面持续抬升，正在不断挤压沿海、湿地和岛屿陆生脊椎动物的生存空间。然而，全球究竟有多少陆生脊椎动物会受到影响、哪些区域与类群最为脆弱、何处能够成为物种迁徙避险的庇护所，一直缺乏全球尺度的系统性量化答案。
中山大学副教授马亮、陈雅萍团队联合中国、加拿大、新加坡、美国、德国等国研究人员，系统评估了未来海平面上升背景下全球陆生脊椎动物暴露风险，并提出生物多样性保护对策。研究不仅考量不同地区海平面变化及垂直陆地运动造成的空间差异，还结合物种的精细分布信息，既揭示了全球风险格局，也在物种层面识别了具体的淹没风险。近日，相关研究成果发表于《科学》。
“海平面上升已经成为全球生物多样性保护不可忽视的重大挑战。”论文共同通讯作者马亮告诉《中国科学报》。模型显示，到2100年，在所评估的34120种陆生脊椎动物中，预计有1.43万至1.53万种可能遭受海平面上升带来的栖息地影响。东南亚受淹没影响的区域将承受巨大的生物多样性丧失压力。研究还识别出大量潜在物种避难所，但绝大多数尚未纳入现有自然保护地网络。
从区域案例到全球量化
2019年，澳大利亚政府正式认定珊瑚裸尾鼠灭绝。这种栖息于托雷斯海峡岛屿的啮齿类动物，是首例被官方认定的因气候变暖驱动海平面上升导致栖息地丧失而灭绝的哺乳动物。海水缓慢漫过岛屿低地、摧毁植被生境，最终使这一物种失去生存根基。
“海平面上升对生物多样性的冲击，已在世界多地陆续出现。”论文共同第一作者、在中山大学进行博士后研究的姜中文告诉《中国科学报》，在欧洲瓦登海岛屿，海平面上升导致蛎鹬繁殖地更频繁地被淹没，威胁其种群；在北美大西洋沿岸，盐沼麻雀的巢穴因海平面上升面临的淹没风险日益凸显。这类案例散见于区域研究，但海平面上升在全球尺度上究竟会威胁多少物种、风险热点分布何处、应如何布局保护措施，始终缺乏系统认知。
姜中文表示，这项研究的最大难点是实现两套高精度空间数据的全球尺度耦合。一方面，海平面上升预测需综合不同气候情景、区域海面变化、地面沉降等多重因素；另一方面，需根据每一个物种的海拔范围和生境偏好，对数万种陆生脊椎动物进行精细化栖息地处理，不能简单依靠粗略的物种地理分布范围开展评估。
这项全球尺度研究的构想，源于中山大学生态学院的一场学术午餐会。当时刚入职的陈雅萍分享了自己在海岸湿地生态、海平面变化预测领域的研究进展，这引起了长期关注气候变化与陆生脊椎动物保护的马亮的兴趣。二人一拍即合，尝试回答一个悬而未决的科学问题：海平面持续上升，究竟会给全球陆生脊椎动物带来多大冲击？
姜中文表示，历时两年多攻关，研究团队陆续邀请保护生物学、气候变化生态学、系统保护规划、海平面模拟等领域的国际学者加入，从精细化物种栖息地分析、系统保护规划、海平面上升分析、保护生物学和气候变化生态学等角度完善了研究框架。
45%物种可能受影响
马亮对《中国科学报》表示，研究突破传统评估模式，不再简单套用物种地理分布图，而是结合物种海拔分布区间、生境偏好，并叠加考虑区域海平面差异、地面垂直运动，更精细地识别了栖息地淹没风险。
马亮说，该研究最大的突破是将高精度海平面上升预测与全球物种精细化栖息地数据相结合，“在全球尺度上系统量化了未来海平面上升对34120种陆生脊椎动物的潜在影响”。这些动物包括两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物，覆盖约90%已知陆生脊椎动物物种。这项研究还进一步识别了能够帮助受影响物种存续的潜在避难所。
论文共同第一作者、在中山大学进行博士后研究的肖恒斌介绍，研究设置多组气候情景，分别模拟2050年、2100年两个时间节点的物种暴露水平。研究发现，到2100年，全球约45%的被研究物种的栖息地可能面临不同程度的淹没风险。然而，在这些可能受影响的物种中，仅有5.9%在世界自然保护联盟（IUCN）红色名录中被标注面临气候变化的相关威胁。
“这意味着海平面上升带来的生物多样性风险，尚未被充分纳入现行物种保护评估体系。”肖恒斌说。
研究发现，风险的空间分布极不均衡，东南亚及周边岛屿是全球最突出的风险热点。该区域岛屿密布，大量物种分布范围狭窄，不少类群属于区域特有种，受威胁物种集中，一旦低地被海水淹没，将造成难以挽回的生物多样性损失；亚马孙河口及邻近低海拔区域同样是风险核心区，该区域陆生脊椎动物物种丰富度极高，海水倒灌会持续破坏河岸森林、滨海湿地交错带的生境。
同时，不同动物类群的脆弱性明显分化。在鸟类、哺乳动物中，暴露于海平面上升威胁的物种数量占比更高；但在所有受影响物种中，两栖动物、爬行动物承受的栖息地损失比例明显更大。统计数据显示，爬行动物平均栖息地淹没比例约为鸟类、哺乳动物的两倍。分布范围狭窄、当前已处于受威胁状态的物种处境最为凶险。在高排放情景下，栖息地淹没比例超过10%的物种数量将从2050年的18种激增至2100年的109种，其中爬行动物、受威胁物种占绝大多数。
研究进一步识别出一批潜在的“海平面上升避难所”。这类区域地势条件适宜，保有很多受海平面上升威胁物种的栖息地，能够接纳从沿海低地退守的物种，对维持物种长期存续至关重要。不过测算结果表明，超过96%的潜在避难所未被现有自然保护地覆盖，相当一部分分布在低收入与中等收入国家。这揭示出现有保护地体系的短板：传统保护优先区划定多基于当前生物多样性分布格局，难以匹配海平面上升带来的新生物多样性风险，二者存在明显的空间错配。若仅依靠现有保护地网络，不足以抵御未来海平面上升带来的生态冲击。
让保护“跑”在海平面上升之前
“这项研究对于沿海、湿地及岛屿脆弱物种的保护和管理具有重要意义。”《科学》审稿人表示，这是一篇兼具创新性和重要影响力的研究论文。
在科学认知层面，研究打通了海洋气候科学与陆生生物多样性保护领域，将海平面变化这一物理环境过程与陆生脊椎动物生存风险直接关联；在研究方法层面，大幅提升了淹没风险评估的空间精确度，将分析单元从粗略地理分布推进至实际适宜栖息地层面；在保护实践层面，把避难所识别、保护地覆盖现状、不同国家保护需求整合到统一分析框架，可为全球生物多样性治理提供实证依据。
在实际应用层面，该研究不仅能够帮助保护管理部门识别未来可能受到严重影响的物种和区域，也为《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》目标的实现提供了重要科学依据。
具体而言，研究强调未来的空间规划不能仅依据当前的生物多样性分布，还需要充分考虑海平面上升带来的长期影响，避免未来具有重要保护价值的区域遭到破坏；研究发现大量潜在避难所尚未纳入现有保护区，因此未来保护区的扩展应优先考虑这些能够帮助物种应对海平面上升的关键区域；研究强调，对于可能丧失大部分适宜栖息地的物种，需要提前制定有针对性的保护方案，包括栖息地恢复和必要的迁地保护措施。此外，研究强调应将海平面上升纳入气候变化适应和生物多样性保护的长期规划。
“这项研究不仅揭示了海平面上升带来的生态威胁，更为前瞻性保护行动提供了科学支撑。”论文共同通讯作者陈雅萍呼吁，许多拥有重要潜在避难所的发展中国家普遍面临资金短缺、技术能力不足的现实困境，国际社会应强化协作，通过资金扶持、技术共享、保护能力建设，共同应对跨境生态风险。当前，海平面上升及其生态效应研究仍存在短板，物理环境变化预测、生物多样性风险评估、保护决策落地之间尚未形成完整闭环。
陈雅萍表示，团队后续研究将向更广阔的方向拓展。“从长远看，研究将从‘测算栖息地消失规模’进一步深入至‘解析栖息地变化如何驱动物种种群长期存续状态改变’。”
“在海平面上升进一步加速之前主动开展保护行动，是规避不可逆的生物多样性损失的关键。”马亮强调，希望推动全球生物多样性保护模式转型，从被动应对已经发生的栖息地丧失，转向主动、前瞻的风险管理，让保护措施“跑”在海平面上升带来的生态风险发生之前。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.aed5772