海平面上升，全球陆生脊椎动物何处安身
海平面上升，全球陆生脊椎动物何处安身
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年阶段的2倍多；在高排放情景下，到2100年这一速率可能进一步超过每年10毫米。 全球平均海平面持续抬升 ，正不断挤压沿海、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避难所，一直缺乏全球尺度的系统性量化答案。
10月8日，中山大学生态学院副教授马亮、陈雅萍团队联合中国、加拿大、新加坡、美国、德国等多国跨学科研究人员，在《科学》发表研究，系统评估未来海平面上升背景下全球陆生脊椎动物暴露风险，并提出针对性生物多样性保护对策。研究不仅考虑了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，从而既能揭示全球风险格局，也能在物种层面识别具体的淹没风险。
“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》。模型模拟显示，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，占42%-45%。东南亚未来受淹没影响的区域将承受严重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。
姜中文（右一）、马亮（右二）、肖恒斌（左一）、陈雅萍（左三）、严琴方（左二）合影。受访者供图，下同
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，是首例被官方认定因气候变暖驱动海平面上升、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、中山大学生态学院博士后姜中文告诉《中国科学报》，在荷兰瓦登海岛屿，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，盐沼麻雀的巢穴也因海平面上升而面临日益增加的淹没风险。这类案例零散见于区域研究，但在全球尺度上，海平面上升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。
姜中文坦言，本次研究最大难点，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。
记者了解到，这项全球尺度研究的构想，起源于学院一场学术午餐会。刚入职的陈雅萍分享其在海岸湿地生态、海平面变化预测领域的研究进展，引起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，尝试将高精度海平面预测数据与全球物种精细化分布数据结合，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研究框架。
最高45%物种可能受影响
“我们在全球尺度系统量化未来海平面上升对34120种陆生脊椎动物的潜在影响。”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，更精细地识别栖息地淹没风险。
据介绍，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未来海平面上升对34120种陆生脊椎动物——包括两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物，约占已知总物种数的90%——的潜在影响，并进一步识别能够帮助受影响物种存续的潜在避难所。
全球陆生脊椎动物面对海平面上升的脆弱性（SSP2-4.5情景）。
论文共同第一作者、中山大学生态学院博士后肖恒斌介绍，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受到不同程度的淹没。然而，在这些可能受影响的物种中，仅有5.9%在国际自然保护联盟（IUCN）红色名录中被标注为面临气候变化相关威胁。
“这意味着，海平面上升带来的生物多样性风险，尚未充分纳入现行物种保护评估体系。”肖恒斌指出，风险空间分布极不均衡。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，将造成不可替代的生物多样性损失；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、滨海湿地交错带生境。
不同动物类群的脆弱性明显分化。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内部，两栖动物、爬行动物承受的栖息地损失比例显著更大。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“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。但测算结果表明，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。这也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催生的新兴生物多样性风险，二者存在显著空间错配。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。
让保护走在海平面上升之前
“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》审稿人认为，这是一篇兼具创新性和重要影响力的研究论文。“令人惊讶的是，此前竟然没有人完成过类似的研究；这很可能是因为直到最近，相关高质量数据与研究方法才具备结合的条件。该研究将改进的高分辨率海平面上升模型与精细化物种分布图相结合，揭示了非常有价值的信息。”
姜中文在野外拍摄。
在科学认知层面，研究打通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；在研究方法上，大幅提升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、现有保护地覆盖现状、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》目标的实施提供了重要科学依据。
具体而言，针对目标1（生物多样性综合空间规划），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；针对目标3（到2030年有效保护至少30%的陆地、内陆水域以及海洋和沿海区域），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；针对目标4（遏制物种灭绝），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，研究也呼应了目标8（减少气候变化对生物多样性的影响并增强其适应能力），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。
“这项研究的价值，不只是揭示海平面上升带来的生态威胁，更旨在为前瞻性保护行动提供科学支撑。”论文共同通讯作者陈雅萍同时呼吁，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方向拓展：一方面把研究对象延伸至全球潮间带、各类滨海生态系统，重点关注依赖滨海区域觅食、栖息、繁殖的动物类群；另一方面综合考量海堤、围垦等海岸工程，量化海平面上升叠加人工海岸设施对滨海生物多样性的复合影响。“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’。”陈雅萍说。
“在海平面上升进一步加速之前主动开展保护行动，是规避不可逆生物多样性损失的关键。”马亮强调，团队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前面。
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.aed5772