综述:气候变化下的山区生态系统服务:全球视角

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Ecosystem Services 6.1

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  本文是关于气候变化对山区生态系统服务(MES)影响的系统综述。通过对相关文献的分析,发现多数研究聚焦于特定区域,且多表明气候变化对 MES 有负面影响。研究还探讨了气候变化强度与研究力度的关系,为后续研究和政策制定提供参考。

  

引言


山区是气候变化的前沿阵地,正经历着显著的气候引发的变化,如冰川快速退缩。这些变化对生态系统和生态系统服务(ES)产生深远影响,进而关乎人类社会的福祉。山区生态系统服务涵盖供给、调节、支持和文化等多个方面,对人类活动至关重要,例如山区河流提供清洁水源,被誉为 “世界水塔”。然而,气候变化、大规模旅游、生物多样性丧失等因素正威胁着 MES 的保护。尽管气候变化对 MES 的影响不容忽视,但相关研究仍较为匮乏,因此有必要深入探究。

气候变化对 MES 的影响


全球山区生态系统将面临平均和极端温度上升、极端事件频发的情况,且区域和局部差异较大。20 世纪山区已出现高于平均水平的升温,本世纪预计升温幅度将更大。冰川退缩会影响自然过程,加剧自然灾害,对淡水存储和供应、山区生计、基础设施以及文化产生负面影响。

气候变化还可能影响山区粮食生产,导致供给 MES 下降,而需求却在增加,这使得供需失衡加剧,进一步给山区带来土地利用变化、污染等人为压力。同时,自然灾害的加剧会减少旅游和娱乐机会,限制人们获取 ES,影响人们的福祉。在一些地区,如欧洲、北美和大洋洲,冬季运动活动因积雪减少受到影响,冲击当地经济。此外,气候变化会影响山区生物多样性,物种可能因无法适应快速变化的气候而灭绝,进而影响 ES 的功能。

方法


文献检索与筛选


本研究依据 PRISMA 方法,在 Web of Science 数据库进行系统综述。检索词综合考虑山区、生态系统服务和气候变化等相关术语,经多轮编辑确保检索结果准确。对检索到的文献,通过标题、关键词、摘要筛选及正文浏览,依据研究地点是否为山区、是否考虑 ES、是否分析气候变化对 ES 的影响等问题进行筛选,最终选定 88 篇文章进行分析。

研究力度与气候变化的关系评估


为探究 MES 研究力度与气候变化预期强度的关系,研究人员划分了山区区域,从 UNEP-WCMC 获取山区定义数据,从 Chelsa 数据集获取气候数据。选择 GFDL-ESM4 和 UKESM1-0-LL 两种气候模型,结合 SSP126 和 SSP585 两种社会经济情景,选取年平均日温度(bio1)等四个生物气候变量,对比 1981 - 2010 年和 2041 - 2070 年的数据,通过相关性检验和负二项回归模型分析两者关系。

结果


MES 与气候变化在科学文献中的情况


所选研究在各大洲分布不均,时间跨度为 2011 - 2024 年,2020 年后数量有所增加。研究多基于定量建模,也有部分采用定性方法。多数研究关注环境因素变化对 ES 的影响,且多在地方尺度开展。但多数研究未提出具体措施,仅推荐了研究方向。

MES 与气候变化在空间、时间和生态系统服务类型上的表现


研究在全球分布不均,亚洲和欧洲的研究较多,南极和格陵兰等地研究较少。研究多在区域或地方尺度进行,近年来数量虽有增加但波动较大。供给 ES 研究最多,其次是调节 ES,支持 ES 研究较少。多数研究表明气候变化对 MES 有负面影响,如土壤侵蚀、农业虫害增加、淡水供应减少等,少数研究发现有正面影响,如草地和森林增加。

不同生态系统服务受气候变化影响各异。例如,食物供给 ES 受关注较多,喜马拉雅山谷和东非山区的当地社区依赖这些服务,气候变化影响其经济和生计。淡水系统研究涉及可用性、调节和质量等方面,如横断山区和东北地区的研究表明气候变化影响水产量。山区森林相关研究包括木材生产、碳固存等,不同海拔和气候情景下影响不同。文化 ES 对气候变化敏感,研究涉及景观美学和遗产价值等方面。

山区气候变化强度与研究力度的关系


预计 2041 - 2070 年全球山区平均温度普遍上升,西伯利亚升温幅度较大,南极升温较小。温度季节性变化在不同区域呈现不同模式,多数山区年降水量将增加,但区域差异明显,降水季节性变化也将增加,可能加剧极端事件。然而,相关性检验和回归模型分析表明,预测的气候变化强度与各地区研究数量之间无显著关系。

讨论


气候变化对 MES 的破坏


气候变化对 MES 的研究力度在增加,但仍有限。研究分布不均衡,多集中在青藏高原 / 喜马拉雅地区和中欧。气候变化对 MES 的负面影响居多,尤其在欧洲和亚洲以外的山区。温度和降水变化将影响植被和生态系统,进而影响 MES,如欧洲山区草原受干旱影响。受气候变化影响大的地区研究较少,两者缺乏相关性,这对经济和社会产生诸多负面影响,如冬季旅游受损、水资源短缺引发冲突等。

研究局限性


本研究存在一定局限性。仅在 Web of Science 数据库检索,可能遗漏其他数据库的文献;仅检索英文文献,可能忽略其他语言的研究;部分研究可能因未使用特定关键词而未被纳入。此外,研究时间范围主要为 2011 - 2024 年,山区区域划分具有一定的随机性,虽不影响总体结论,但可能影响具体的相关性分析。

关于气候变化对 MES 影响的未知领域


尽管对气候变化对 MES 影响的研究在增加,但仍存在不足。许多山区,尤其是受气候变化影响大的地区研究不足。现有研究对 MES 类别及其相互作用考虑较少,提出的保护策略和政策有限。这凸显了山区生态系统的脆弱性,以及进一步研究的紧迫性。

结论


由于对该主题的关注较晚,相关研究较少,且气候变化对 MES 的影响呈负面趋势,因此有必要加强对 MES 的研究,填补知识空白,包括青藏高原和中欧以外地区、支持服务、MES 相互作用等方面。只有深入研究这些内容,才能制定有效的保护策略,实现对山区生态系统及其服务的保护、影响的缓解和适应气候变化。这对保障依赖 MES 的生计和实现气候正义至关重要。

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