中气爱科技新知 2026-11-12 15:16:33
连仙人掌也可能扛不住?极端干旱带来的风险被低估了!11月11日发表于Nature的研究发现,长期平均值可能漏掉严重干旱的影响:加入干旱信息后,一批原本看似变化不大的物种,转而面临适宜区域大幅缩减。
平均气候没有告诉我们什么
物种分布预测通常从已有生长地点出发,寻找它们与温度、降水等条件的关系,再判断未来哪些地方仍然适宜。平均气候便于跨地区比较,而覆盖大范围、能够延伸到未来的极端事件资料,过去较为缺乏。
同样的平均雨量,既可能来自较均匀的降雨,也可能夹着长时间的严重缺水。对植物而言,缺水持续多久、累积到什么程度,都可能影响生存和繁殖;多年平均值容易掩盖这些差别。
让两类模型回答同一个问题
美国亚利桑那大学等机构的团队汇集近65万条分布记录,排除人工栽培和错误记录等,最终得到993种仙人掌的合格分布模型。他们比较已知生长地点与周边地区的环境,估计每种仙人掌与哪些条件相联系。
关键是给模型提供两组信息:一类使用长期温度、降水特征和土壤条件;另一类在此基础上,增加干旱持续时间与严重程度。两类模型使用同一批分布记录,因而可以比较:只看平均气候时判断为适宜的地方,把干旱也考虑进去,是否仍然适宜?
干旱指标同时衡量降水补给与大气的水分蒸散需求。升温会增加这种需求,若降水补给跟不上,缺水就可能加深。研究从逐月资料中识别连续缺水的过程,统计其持续多久、累积有多严重,用这些信息描述各地的干旱状况。
团队先用部分分布记录建模,再用其余记录检验。约九成模型比较更支持包含干旱的方案,干旱严重程度也比单独的降水指标更常被保留下来。新增信息有助于解释仙人掌今天分布在哪里,才有理由继续追问它如何改变未来预测。
加入干旱,适宜区预测明显收缩
随后,两类模型分别输入三种排放情景下的未来环境,比较2071—2100年与1981—2010年的适宜面积。下图呈现出明显差异:不计严重干旱时,许多物种集中在“面积基本不变”附近;计入后,这里的集中程度降低,接近“全部丧失”的一端明显增多。
在允许利用当前分布外围100公里内新适宜区的假设下,约四分之一至三分之一的物种可能失去超过80%的适宜面积;不计严重干旱时,这一比例为1%—15%。原先看似影响有限的一批物种,也可能遭遇大幅收缩。
图1|核心对照:虚线不含严重干旱,实线包含干旱。横轴1表示面积不变,越接近0表示损失越大。中排为100公里扩散假设,三列为不同排放情景;实线在左端抬高,表明大幅损失的物种增多。
为什么会出现这样大的差别?平均气候相近的环境,干旱历程仍可能不同。若某地未来的温度、雨量仍符合原先判断,严重干旱却超出了模型从现有分布中识别的适宜条件,两类模型就会给出不同答案。干旱因此成为额外的环境限制,使原先判为适宜的区域缩小。这是分布与环境关系的模型证据,尚未追踪到植物体内的具体损伤过程。
论文引用的既有生理和种群研究提供了可能解释。仙人掌的储水组织和减少失水的适应,能够缓冲短期缺水;但长期干旱仍可影响生长和繁殖。成年植株暂时存活,也不等于幼苗能补充、种群可持续。“耐旱”因此不能直接换算成对未来干旱的承受能力。
迁移条件也会改变预测:允许扩散的范围越小,损失通常越大。许多仙人掌世代较长,即使别处出现适宜气候,也未必能及时迁过去。叠加各物种的预测后,美国西南部、墨西哥、巴西东部和智利的部分热点出现下降,墨西哥太平洋沿岸则可能增加。
图2|地区差异的补充。上排为当前与未来的潜在物种丰富度,下排为变化;下排暖色表示减少,蓝色表示增加。
论文评估的是适宜气候区域,而非实际灭绝数。这项对照揭示:环境在常态下适宜,并不代表物种能够承受其中的严重干旱。把这一条件纳入评估,改变的既是适宜区大小,也是哪些物种最值得担忧的判断。
论文信息
Pillet, M. D., Maitner, B. S., Arakaki, M., Araujo, D. S. A., Baker, M. A., Barrios, D., Boyle, B. L., Breshears, D. D., Feng, X., Goettsch, B., Guerrero, P. C., Hernández-Hernández, T., Majure, L. C., Meriño, B. M., Nikolopoulos, E. I., Puente-Martínez, R., Roehrdanz, P. R., Serra-Diaz, J. M., Urban, M. C., Merow, C., & Enquist, B. J. Severe drought and warming increase the extinction risk of cacti. Nature (2026).
https://doi.org/10.1038/s41586-026-11265-1
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发布时间:2026-11-12 12:36:13
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