「滅絕電梯假說」是什麼?
21世紀初,科學家提出「滅絕電梯假說(escalator to extinction)」認為,隨著氣候變遷導致氣溫升高,山區生物將如同坐電梯般追隨合適溫度向上移動,遷移到更高的海拔以躲避炎熱。這種向上的運動會導致可用棲息地和資源的減少,最終導致這些物種滅絕。
科學家預期此現象將使山區生物多樣性面臨三大風險,原本就分布在山頂的物種,因無更高處可去,最先面臨滅絕危機;分布狹窄的物種難以跟上氣候變化,造成分布與適合氣候錯位;低海拔地區則因物種向上遷移、缺乏新物種補充,導致生物多樣性下降。
21世紀初,科學家提出「滅絕電梯假說」認為,隨著氣候變遷導致氣溫升高,山區生物將如同坐電梯般追隨合適溫度向上移動,遷移到更高的海拔以躲避炎熱。 圖片來源:取自陳怡秀簡報
研究挑戰過去假說,氣候變遷正重塑生物的互動關係
為檢視滅絕電梯假說的真實性,成功大學生命科學系教授陳一菁的研究團隊,分析全球 23 個山區、440 種動物與 1629 種植物,總計 8800 筆、最長橫跨一世紀的山區生物分布範圍變化觀測資料。
近日在國際期刊《Science》上發表論文《Limited evidence for range shift-driven extinction in mountain biota》。
論文第一作者、博士後研究員陳怡秀說明,這篇研究發現山區物種確實隨暖化向山頂擴張,但實際情況可能不如早期假說的推論,山頂物種會「像坐電梯一樣直接往上」,直到滅絕消失那麼單純。
此研究結果發現,儘管物種因為暖化往高處遷移,但山頂物種並未顯著縮減。而原本分布範圍較窄的生物則逐漸擴張,上界隨氣候暖化而向上,但下界沒有移動,尤其是鳥類正在往高處擴張棲地。
這也代表原本分布在不同海拔的物種開始有重疊交互的機會,導致物種之間的關係發生變化,也讓海拔之間物種組成愈來愈相似。
研究團隊以全球資料、完整測試「滅絕電梯」假說的多項預測,意外發現支持證據十分有限。圖片來源:取自陳怡秀簡報
陳一菁指出,山區是生物多樣性熱點,氣候變遷的衝擊十分直接。這次發表的研究首次以全球資料、完整測試「滅絕電梯」假說的多項預測,意外發現支持證據十分有限,也開啟未來研究的全新視角。
不過,此研究仍有限制,由於目前全球山區生物分布遷移調查地點,仍多集中於溫帶國家,熱帶地區觀察紀錄尚且缺乏;台灣並未納入此次分析。此研究主要聚焦在氣溫上升,但氣候變遷所能造成的氣候改變相當多元,降水及氣流等變化,則因資料缺乏並未納入。
高海拔生物尚未因氣候變遷滅絕,有可能是「滅絕債」
陳一菁指出,高海拔的生物尚未因氣候變遷而滅絕,也可能顯示出的是「滅絕債務」現象,意即當下雖無滅絕跡象,但未來若環境持續改變,再拉長時間生物就可能有滅絕風險。例如目前在歐洲山區觀察到的植物群延遲遷移現象,顯示高海拔生態系暫時處於穩定的過渡期,但終將面臨改變。
雖然台灣並不在此次研究範圍內,然這項研究對台灣山區生物多樣性研究也極有啟發。
陳一菁指出,台灣面臨比全球更快速的氣候暖化,生物反應分歧;例如從團隊另一項橫跨 30 年的重複調查發現,台灣瑟弄蝶的分布正在往高海拔擴張,而分布到台灣最高海拔的玉山幽眼蝶,則大致維持海拔分布範圍。
受到暖化影響,台灣瑟弄蝶的海拔分布範圍在擴張中。 圖片來源:林文傑/內政部國家公園署玉山國家公園管理處
其他的觀察也指出,分布在台灣山脊的岩鷚,正面臨越來越多物種進入高山環境所帶來的競爭壓力。
未來在研究上,應該朝向了解氣候如何改變生物間互動、進而影響生物如何適應氣候變化;從保育的角度,減緩氣候暖化仍是最根本的作為,保育自然棲地與並加強其連結度、避免棲地破碎,可確保物種有辦法遷移,以適應氣候快速變化。
(本文整理自台灣科技媒體中心線上記者會、成大新聞中心。)