祝葉華

在南極大陸的冰架或南極周圍海面的浮冰上，經(jīng)?？梢钥吹匠扇航Y(jié)隊的帝企鵝聚集的盛況。但現(xiàn)在威風(fēng)凜凜的帝企鵝正處于危險之中，由于氣候變暖的影響，帝企鵝的捕食區(qū)和繁殖區(qū)都受到了嚴(yán)重影響。

如果到2100年南極海冰融化的預(yù)測是正確的，那么正在消失的地貌將剝奪帝企鵝的繁殖地和覓食地，使整個種群處于危險中。一項研究給出了一個可怕的時限：80年！也就是說，如果全球變暖以目前的速度持續(xù)下去，80年后帝企鵝的數(shù)量將減少81%～86%，屆時帝企鵝的數(shù)量將難以回升，該物種將難逃滅絕的命運。

讓帝企鵝滅絕只需80年

南極海冰與帝企鵝的“衣食住行”息息相關(guān)。

許多研究人員認為，氣候變化將通過兩個主要途徑影響帝企鵝：食物的質(zhì)量和可獲得性，以及筑巢棲息地的改變。氣候變化、過度捕魚、磷蝦數(shù)量減少以及海洋酸化都在威脅著帝企鵝的棲息地。與其他企鵝不同的是，帝企鵝是唯一一種在冬季繁殖的企鵝。海冰的減少對帝企鵝來說影響更加致命?，F(xiàn)在，氣候變化正在破壞南極海冰，帝企鵝的沿海繁殖地遭到破壞。如果沒有保護措施，南極帝企鵝將走向滅絕的境地。

美國伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）的研究人員利用計算機模型預(yù)測發(fā)現(xiàn)，受氣候變化的影響，南極海冰越來越受到融化的威脅，生存環(huán)境的持續(xù)惡化，嚴(yán)重威脅帝企鵝的生存。如果像《巴黎氣候協(xié)定》所預(yù)見的那樣，將全球變暖與前工業(yè)化時代相比限制在1.5℃以內(nèi)，只有5%的浮冰會融化，現(xiàn)有的帝企鵝群落數(shù)量將減少19%；如果全球變暖的幅度限制在2℃以內(nèi)，近15%的浮冰將會融化，現(xiàn)有的帝企鵝棲息地將會消失三分之一。2016年11月，伍茲霍爾海洋研究所的科學(xué)家在《全球變化生物學(xué)》（Global Change Biology）雜志上寫道，如果全球變暖像現(xiàn)在這樣持續(xù)下去，帝企鵝的棲息地數(shù)量將減少80%，帝企鵝數(shù)量甚至?xí)p少81%～86%。

南極威德爾海哈雷灣是帝企鵝的第二大棲息地，僅次于羅斯海的庫爾曼島。哈雷灣曾經(jīng)一度受到帝企鵝的青睞，許多帝企鵝選擇來這里繁殖，但自2016年起，帝企鵝似乎已經(jīng)放棄這個曾經(jīng)可靠的繁殖地。2019年5月英國南極調(diào)查局的研究人員發(fā)表在《南極科學(xué)》（Antarctic Science）上的文章顯示，帝企鵝在哈雷灣經(jīng)歷了災(zāi)難性的繁殖失敗。在這3年時間里，企鵝父母們因為早期的海冰破裂而失去了小企鵝。高分辨率衛(wèi)星圖像的分析結(jié)果顯示，在這期間，企鵝群曾經(jīng)穩(wěn)定的繁殖地在雛鳥羽翼未豐之前就被破壞了。2016年，超過1萬只雛鳥在學(xué)會游泳之前就因海冰融化而淹死。對于哈雷灣的企鵝種群來說，繁殖失敗的速度是前所未有的。

不僅是帝企鵝，其他生活在極地的動物也受到了氣候變化的影響。

帝企鵝是唯一一種在冬季繁殖的企鵝，海冰的減少對帝企鵝來說影響更加致命?，F(xiàn)在，氣候變化正在破壞南極海冰，帝企鵝的沿海繁殖地遭到破壞。如果沒有保護措施，南極帝企鵝將走向滅絕的境地。

艱難度日的極地動物

阿德利企鵝是另一種面臨生存危機的南極企鵝，它棲息在整個南極大陸上。它們夏天在陸地上筑巢，冬天遷移到海冰邊緣覓食。

在南極洲生存了近4.5萬年的阿德利企鵝已經(jīng)適應(yīng)了數(shù)千年氣候變化帶來的冰川擴張和海冰波動。它們在這些變化中保持了“彈性”，但21世紀(jì)獨特的氣候可能給南極大陸上阿德利企鵝的許多棲息地構(gòu)成威脅。2016年發(fā)表在《科學(xué)報告》（Scientific Reports）上的一項研究預(yù)測，到21世紀(jì)末，南極洲現(xiàn)有阿德利企鵝棲息地的60%可能都不再適合作為棲息地。

通過結(jié)合實地調(diào)查數(shù)據(jù)和高分辨率的衛(wèi)星圖像，研究人員匯總了1981年至2010年間阿德利企鵝的棲息地數(shù)據(jù)，確定了每一個棲息地在整整30年間的企鵝數(shù)量趨勢?？茖W(xué)家們在不同的地點發(fā)現(xiàn)了不同的趨勢：一些棲息地，如位于南極洲北部的美國研究中心帕爾默站（Palmer Station）附近受到嚴(yán)密監(jiān)控的種群數(shù)量，出現(xiàn)了80%以上的下降；其他地點是穩(wěn)定的，甚至有些棲息地的企鵝數(shù)量有小幅度增長。

研究人員利用統(tǒng)計模型推導(dǎo)出了以海洋表面溫度和海冰濃度為代表的種群數(shù)量趨勢與氣候之間的關(guān)系。這種關(guān)系被納入到對未來的氣候預(yù)測中，以估計21世紀(jì)末企鵝棲息地的質(zhì)量。事實上，海冰的消失最終可能會比海面溫度上升帶來更大的威脅。阿德利企鵝是海冰的專屬物種，只有在一年中大部分時間有海冰的地方才會出現(xiàn)……南極半島北部的海冰正在消失，阿德利企鵝也在消失。

與企鵝一樣，北極熊算得上是公眾最熟悉和關(guān)注的極地動物之一。氣候變化使北極升溫的速度比其他任何地方都快，有研究稱北極海冰每10年減少14%。鑒于北極熊要在海冰的幫助下獲得自己主要的食物——海豹，所以逐漸消失的海冰增加了北極熊捕食的難度。2018年2月發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上的一項研究就警告說，由于海冰融化，可能很快會有更多的北極熊餓死。

美國加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校等機構(gòu)的研究人員在兩年多的時間里在阿拉斯加海岸的波弗特海地區(qū)跟蹤監(jiān)測了9只雌性北極熊捕食情況和新陳代謝率。通過對血液和尿液樣品進行分析，他們發(fā)現(xiàn)北極熊的新陳代謝率是之前估計的1.6倍。跟蹤數(shù)據(jù)顯示，北極熊在35%的時間里活動，其余時間用來休息。它們每天消耗的熱量為12325卡路里，其中大部分來自它們的身體儲備。

在晚春的時候，冰分解得更快，秋天的時候形成得更晚，迫使北極熊消耗大量的能量步行或長距離游泳去尋找剩下的冰，這也會消耗大量的能量。另外，北極熊在冰上狩獵的路程越遠，它們的體重就會下降得越多。最終它們開始失去肌肉，影響了它們成功捕獵的機會，這可能導(dǎo)致惡性循環(huán)。

每天消耗1.2萬卡路里的熱量意味著北極熊必須每10到12天至少吃一頭成年的環(huán)斑海豹。那些捕食了環(huán)斑海豹的北極熊的體重增加或保持，但超過一半的北極熊沒有得到足夠的熱量攝入，體重減輕了。其中有4只北極熊連一只海豹都抓不到，這導(dǎo)致它們的體重下降了10%或更多，有1只北極熊不但失去了脂肪，還失去了肌肉。隨著北極氣候變暖，海冰變薄變少，北極熊已很難找到足夠的食物來滿足身體的能量消耗。北極熊是孤獨的捕獵者，它們幾乎完全依賴一種獵物，因此特別容易受到海冰減少的影響。

遷移、適應(yīng)還是死亡？

動物對氣候變化的反應(yīng)有三種方式：遷徙、適應(yīng)或死亡。

2017年，伍茲霍爾海洋研究所的科學(xué)家在《生物保護》（Biological Conservation）上發(fā)文稱，分散活動可能有助于在有限的時間內(nèi)維持全球帝企鵝的數(shù)量。帝企鵝的活動區(qū)域主要有兩處：捕食區(qū)和繁殖區(qū)，它們常年往來于這兩個區(qū)域。僅在每年的1月到3月，帝企鵝會分散到大洋中，分成小群進行捕食。但隨著海冰狀況繼續(xù)惡化，到21世紀(jì)末，現(xiàn)存的54個棲息地將面臨毀滅性的減少。

帝企鵝和海冰之間的關(guān)系是脆弱的：海冰太少會減少繁殖地和獵物的數(shù)量；過多的海冰意味著成年企鵝需要更長的捕獵旅程，而這又意味著雛鳥的捕食率更低。直到最近幾年，科學(xué)家才意識到企鵝有能力遷移到海冰條件可能更適宜的地方。在2014年之前，科學(xué)家在研究氣候變化對這些動物的影響時還沒有考慮到種群之間的遷移。但從那時到現(xiàn)在，大量的衛(wèi)星圖像研究和基因研究已經(jīng)證實了它們的分散能力，所以這是一個重要的新變量。

這項研究使用了一系列的模型輸入，包括企鵝的分散距離、行為和遷移率，還考慮了氣候預(yù)測模型對21世紀(jì)末海冰的預(yù)測，以預(yù)測每個棲息地的命運。新的建模技術(shù)是為帝企鵝提供“急需的保護”政策的關(guān)鍵。這項研究一個令人驚訝的方面是，在模型中，企鵝對各種分散場景的反應(yīng)范圍很廣。在一些案例中，分散化促進了種群數(shù)量的增長；而在另一些案例中，分散化導(dǎo)致了種群數(shù)量的急劇下降。

《科學(xué)報告》發(fā)表的阿德利企鵝生存危機的文章似乎也發(fā)現(xiàn)了一線希望。雖然在北部地區(qū)企鵝的生存前景看起來很糟糕，但研究確實發(fā)現(xiàn)了幾個企鵝可以繼續(xù)繁衍的避難所。面對氣候變暖，阿德利企鵝可能會在羅斯海和阿蒙森海找到避難所。

但氣候變化可能發(fā)生得太快，大多數(shù)物種最終無法逃脫。遷移并不總是一個簡單的解決辦法——進入新的領(lǐng)地可能意味著面臨更多的食物競爭，或者與不熟悉的物種互動。就像其他為躲避氣候變化而遷徙的物種一樣，極地的標(biāo)志性動物能否僅僅通過遷徙到新的地方就得以幸免呢？北極熊在選擇另外一條活下去的道路——改變單一的飲食結(jié)構(gòu)。

2015年，挪威極地研究所的喬恩·阿爾斯（Jon Aars）首次在北極地區(qū)拍到北極熊吃海豚的照片，他將北極熊飲食擴張歸咎于全球變暖，相關(guān)研究發(fā)表在《極地研究》（Polar Research）上。由于氣候變化，新物種很可能出現(xiàn)在北極熊的食譜中，因為新物種正在向北遷徙。阿爾斯記錄的第一起事件發(fā)生在2014年4月，當(dāng)時他的團隊偶然發(fā)現(xiàn)了北極熊吃掉兩只白喙海豚的尸體。而生活在哈德孫海灣的北極熊為了能夠適應(yīng)冰原融化的環(huán)境，會轉(zhuǎn)換為雜食性結(jié)構(gòu)，食用更多的漿果、青草、蛋類乃至其它動物。北極熊進食習(xí)慣的改變還有部分原因就是雪雁與馴鹿種群數(shù)量的爆炸式增長，夏季雪雁正好會出現(xiàn)在北極地區(qū)，很容易成為北極熊的獵物。

到目前為止，科學(xué)家觀察到的北極熊對陸地食物的消耗還不足以彌補以冰為基礎(chǔ)的狩獵機會的損失，但卻會對其他物種產(chǎn)生生態(tài)影響。氣候變暖導(dǎo)致的海冰融化仍然是北極熊面臨的主要威脅。

地球不會真的在乎我們是否拯救它，但人類應(yīng)該也必須在乎。當(dāng)支持我們生態(tài)系統(tǒng)的生物開始大量滅絕時，我們?nèi)祟惖拿\也將會被極大地影響和改變。

◎ 來源|南方周末