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2015-11-01氣候變遷與生物反應
551 期
Author 作者
蘇世顥。蘇世珩。林博雄。
讀文章前，我們不妨先做個小小的實驗吧！如果我們用Google搜尋「椰子樹」圖片，螢幕上所出現大部分都是白雲、沙灘、海洋的熱帶海島風光；但是當你搜尋「仙人掌」圖片時，所跳出來的結果大部分都是沙漠的景色。我相信大家對於這樣的結果一點都不意外，因為動植物的生長與分布都會受到氣候條件的限制，就如同你不會預期看到野生的獅子會和北極熊當鄰居。
傳統上，在地理學界常被使用的柯本氣候分類法（Köppen climate classification），便是基於氣候會影響自然植被的特性來區分不同的氣候型態，而氣候影響生物分布的特性在考古、地質研究領域也被廣泛應用。舉例來說，有一種名為舌羊齒（Glossopteris）的石炭–二疊紀植物，因為這類植物的種子很大，無法透過風力跨洋傳送，但在南美洲、非洲、印度與南極洲都有發現它的化石，所以可以推斷在早期這些陸地應該是彼此相連，並且氣候環境應是相似。
既然我們都瞭解氣候會影響生物的活動與分布，那當氣候狀態發生變化時生物該如何因應？對於大多數的動物而言，由於活動能力較強，「遷徙」通常是動物面對大氣環境條件改變的第一選項，所以我們可以觀察到在非洲草原上的野生動物會隨著乾、濕季的變化，而進行大規模和長距離的遷移，候鳥也會隨季節變化而有南遷北返的現象。但是，如果大氣環境條件改變的速度太快或是發生改變的範圍太廣，生物無法在短時間內靠有限的移動找到適合生活的區域，那生物就必須改變生活模式來應對，例如「休眠」。
氣候影響生物族群分布
過去半個世紀以來，受到氣候變遷的影響，極端天氣事件發生的頻率有增高的趨勢，這意味著若是局部地區大氣環境條件的改變速度加快，當地的生物族群也將面臨一定程度的影響。另一方面，由於受到人類活動的影響，不但造成生物族群原始生存環境的破壞，同時也因為農業的發展導致在一定範圍中出現大面積同質性的作物，使得生物族群間的平衡與生物多樣性也逐漸消失。科學家注意到這些現象，也因此進行了一系列研究。
經過大範圍的調查與研究，科學家們發現生物受到氣候變遷影響，族群分布的狀況已經悄悄地發生了變化。這些改變除了先前提到的物種遷移之外，族群的數量以及生態系中的生物網路也發生了變化。生態學家透過收集與分析歷年生物族群分布狀態與氣候條件的相關性資料，進一步設計出能夠模擬與推測物種族群變化的數值模型。在一份針對南非地區動物種族群分布與氣候變化的研究中，生態學家便利用這種數值模型推估當地179個動物族群，在平均氣溫升高2℃的情境之下的族群變化趨勢。數值模擬結果顯示，78%物種族群會發生縮減，17%物種族群則產生擴張，大約2%的族群會停留在當地並滅絕，只有3%的物種不受到氣候變遷的影響。這一研究結果也顯示，大部分滅絕物種的生活環境都在原先氣候環境就極為乾燥的南非西部地區，存活下來的物種中有41%動物族群會因為乾旱因素向東遷移，僅有少部分物種會反向往西遷移，這樣的生態現象被稱之為「群體遷移（population shifting）」。
這一電腦模擬結果主要展現出先前我們提過的動物有因應氣候變化而遷徙移動的特性，以尋找適合生存環境繁殖下一代。這一方法對於無法自由活動的植物而言，卻是無法達成的任務，那麼植物又要如何因應氣候變遷進行調適呢？ ……【更多內容請閱讀科學月刊第551期】