研究表明科学家可能正在使用有缺陷的策略来预测物种在气候变化下的表现

随着世界变暖和气候变化，生命将会迁移、适应或灭绝。几十年来，科学家们采用了一种特定的方法来预测一个物种在这个巨大变化时期的表现。但根据新的研究，这种方法可能会产生误导或错误的结果。

亚利桑那大学的研究人员及其在美国林务局和布朗大学的团队成员发现，这种通常称为空间换时间替代的方法无法准确预测美国西部广泛分布的树木如何命名黄松实际上对过去几十年的变暖做出了反应。这也意味着依赖空间换时间替代的其他研究可能无法准确反映物种将如何应对气候在未来几十年内会发生变化。

团队收集并测量了早在 1900 年美国西部各地的黄松树木年轮，并比较了这些树木的年轮。实际生长情况与模型预测树木如何应对变暖的反应有关。

“我们发现，空间换时间产生的预测在对变暖的反应是积极还是消极方面是错误的，”他说。该论文的合著者、亚利桑那大学树木年轮研究实验室的副教授玛格丽特·埃文斯说。 “这种方法说黄松应该受益于变暖，但实际上它们却因变暖而受到影响。这是危险的误导。”

他们的研究结果发表在美国国家科学院院刊上。美国林务局 ORISE 研究员 Daniel Perret 是第一作者，他通过大学的夏季实地方法课程在亚利桑那大学实验室接受了树木年轮分析培训。这项研究是他在布朗大学与生物地理学和生物多样性教授、该论文的合著者多夫·萨克斯 (Dov Sax) 合作撰写的博士论文的一部分。

这就是空间替代时间的运作方式：每个物种都占据着它们喜欢的气候条件范围。科学家们假设，在该范围较热端生长的个体可以作为一个例子，说明在温暖的未来，凉爽地区的种群可能会发生什么。

研究小组发现，在温暖的地方，黄松树的生长速度更快。那么，在时空替代范式下，这表明，随着气候在分布的凉爽边缘变暖，情况应该会变得更好。

“但在树木年轮数据中，情况并非如此，”埃文斯说。

但当研究小组使用树木年轮来评估单棵树木对温度变化的反应时，他们发现黄松始终受到温度变化的负面影响。

“如果今年气温高于平均水平，它们就会戴上比平均水平更小的环，所以变暖实际上对它们不利，到处都是如此，”她说。

研究小组怀疑这种情况的发生是因为树木无法足够快地适应快速变化的气候。

埃文斯说，一棵树及其所有年轮都记录了该特定树在一年内与下一年暴露于不同气候条件的情况。但一个物种作为一个整体的反应是进化适应特定地点平均条件缓慢的结果，该地点与其他地点不同。埃文斯说，就像进化一样，适应温度变化的树木的迁移可能会拯救物种，但气候变化发生得太快了。

除了温度之外，研究小组还研究了树木对降雨的反应。他们证实，无论从时间还是空间上看，水越多越好。

“这些基于空间的预测确实很危险，因为空间模式反映了很长一段时间后的终点，此时物种有机会进化和分散，并最终在景观中自我整理，”他说。埃文斯说。

“但这并不是气候变化的作用方式。不幸的是，树木发现自己处于一种变化发生速度快于树木适应能力的境地，这确实使它们面临灭绝的风险。这对生态学家来说是一个警告。”