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當厄爾尼諾來臨,溫暖的太平洋海水就會成為氣候變化的推動引擎,科學家們就能預料到美國南部會降下季節性大雨,亞馬遜會出現乾旱。這些截然相反的極端天氣,對人們有著巨大的影響,由於最近幾十年收集的天氣數據越來越充足,天氣預報會變得越來越準確,人們也有越來越多的時間去應對極端天氣。
來自美國威斯康星大學麥迪遜分校生態學家本·扎克伯格(Ben Zuckerberg)認為,我們將能夠在鳥類遷徙和野生動物種群方面取得同樣的預測結果——即生態預測。這是因為,正如那些反覆出現的氣候變化對人類有可預見的後果一樣,它們對動植物也有可預見的影響。
生態預測可以幫助我們為農作物的疾病或瀕危物種的種群崩潰做好準備。準確的預測可以告訴我們,在未來的一年或十年裡,哪些物種最需要保護措施。
扎克伯格與一組科學家於3月5日在《生態學與進化趨勢》(Ecology and Evolution)雜誌上發表了一篇論文,描述了在厄爾尼諾現象等模式的誘導下,物種和生態系統如何應對各大洲相反的極端氣候。這個團隊為這些大規模的、對立的生態結果創造了一個名字,比如一個大陸上的饑荒和另一個大陸上的盛宴,稱之為「生態偶極子」。簡單來說就是,當厄爾尼諾現象出現,某個大陸上的物種種群會下降,另一個大陸上的物種種群卻會激增,這些都是可以預測的。
「植物和動物種群在大陸尺度上對氣候做出反應,」扎克伯格說,他領導著一個跨學科的研究小組,旨在發掘全球氣候-生態聯繫的證據。他和他的團隊相信,最近在生態數據方面的一場革命使這成為可能。隨著全民科學的興起,數十萬名全球志願者正在收集他們周圍世界的高質量數據。各個國家的科學基金會已經開始大範圍建立生態站,這些生態站就像世界各地的氣象站一樣,也在源源不斷地收集各種數據。
扎克伯格說:「我們現在正在生態領域開始這場革命,我們能夠以氣候學家能夠使用的尺度收集數據。」擁有在大陸範圍內實時收集的、跨越數十年的數據,確實是分析氣候和生態偶極子的規律性和變化所需要的。
氣候影響大面積生態系統的觀點並不完全是新的。幾十年來,植物和動物的行為可以在一個區域內同步。一個典型的例子是橡子生產。在某些年份裡,一個地區的所有橡樹都會產生大量的橡子,這反過來導致松鼠和其他動物的種群激增。很可能,氣候有助於阻止這種集體反應。更好的數據將更容易在全球範圍內發現這些類型的模式。
扎克伯格說,隨著地球迅速變暖及其氣候變化,理解這種氣候生態聯繫比以往任何時候都更加緊迫。目前尚不清楚氣候變化將如何像厄爾尼諾現象一樣影響植物和動物對這些模式的反應。掌握可預測的生態系統數據,將有助於研究人員在變化出現時作出反應。
現在,扎克伯格的研究小組在闡述他們的理論之後,開始了第一個正式測試生態偶極子概念的項目。他們將利用全民科學數據追蹤鳥類正常遷徙的偏差,以及種子生產的盛衰周期,試圖找出與整個大陸氣候的聯繫。
像厄爾尼諾這樣經常光顧地球的現象,儘管它會引起極端天氣,對人類社會產生巨大影響,但我們人類完全沒辦法阻止,我們只能預測,並做好充足的準備。同樣的,我們也可以對野生動物的種群變化做出準確的預測,在保護它們的時候,我們就能設計出更多的手段或策略。