保护全球陆生脊椎动物免受未来海平面上升影响：物种暴露与避难所评估

《SCIENCE》：Safeguarding global terrestrial vertebrate species from future sea-level rise

　　

海平面上升（Sea-level Rise, SLR）威胁着陆生生物多样性，但其时空和物种特异性的影响仍不清楚。研究人员将五个共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathways, SSPs）下的相对SLR预估与34,120种陆生脊椎动物的栖息地面积（Area of Habitat, AOH）地图相整合，预计到2050年受SLR影响的物种将从最多13,680种增加到2100年的15,324种，包括57–63%的鸟类、47–52%的哺乳动物、28–36%的爬行动物和20–24%的两栖动物。在东南亚，内陆淹没区维持着高物种丰富度。在SSP5-8.5情景下，面临超过10%栖息地淹没的物种数量从2050年的18种激增至2100年的109种，其中爬行动物和已受威胁物种占比过高。保护SLR避难所，即受暴露物种未被淹没的栖息地，至关重要，但超过96%的避难所位于保护区之外，亟需尽早采取国际行动。

全球气候变化通过气温升高、极端高温事件和长期干旱等途径威胁陆生脊椎动物，而海平面上升（Sea-level Rise, SLR）是其中被低估却可导致不可逆栖息地丧失的重要因素。已有案例表明，珊瑚裸尾鼠（Melomys rubicola）的灭绝直接与SLR相关，多种岸鸟和盐沼麻雀（Ammospiza caudacuta）也因潮汐淹巢而出现种群下降。当前全球SLR速率处于历史高位（>4 mm yr^-1），未来可能进一步加剧，因此需要系统评估SLR对陆生脊椎动物的影响，以指导保护行动。然而，SLR影响具有显著时空异质性，需要结合局部垂直陆地运动、区域海平面差异和物种尺度的栖息地信息，并识别能够缓冲损失的SLR避难所。为此，研究人员利用栖息地面积（Area of Habitat, AOH）方法刻画了全球34,120种陆生脊椎动物（约占已知物种的90%）的分布，整合五个共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathways, SSPs）下的相对SLR预估，叠加高分辨率淹没范围，系统评估了到2050年和2100年物种暴露及其脆弱性，并绘制了SLR避难所的地理分布。该研究发表在国际顶刊《Science》上，为全球生物多样性保护提供了关键科学依据。

研究人员采用的主要技术方法包括：基于国际自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature, IUCN）红色名录确定物种威胁状态；利用AOH框架，结合物种生态需求和地形限制，生成100 m分辨率的分布图，并将32,919种AOH大于2 km²的物种聚合至1 km分辨率；采用政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）第六次评估报告的相对SLR预估，覆盖从低到高的五个SSP情景，并结合观测的垂直陆地运动数据和12,148个海岸段的潮汐体制，将SLR幅度转化为淹没范围；通过绝对阈值（≥1 km²或≥0.01 km²）和比例阈值（>1%、>10%）评估物种暴露和脆弱性；最后基于总物种丰富度、受威胁物种丰富度和稀有度加权丰富度三项指标，在非淹没AOH中识别排名前10%的像素作为SLR避难所。

研究结果主要包括四部分。第一，受SLR影响的陆生脊椎动物多样性地理格局。通过绘制总物种丰富度、受威胁物种丰富度和稀有度加权丰富度发现，亚马逊河三角洲是SLR影响物种丰富度最高的区域，东南亚、中美洲和东南非海岸也处于高风险。岛屿区域因稀有度加权丰富度高而尤为脆弱，如东南亚、琉球群岛和加勒比群岛。东南亚淹没像素平均支持的受威胁物种数量约为全球其他地区的近3倍，成为多重指标下的高危区。第二，物种特异性暴露与脆弱性。在中等情景SSP2-4.5下，到2050年有13,511种暴露于SLR，2100年增至14,831种；所有情景下，鸟类和哺乳动物暴露比例较高，但爬行动物和两栖动物的平均栖息地淹没比例约为前者的两倍。在SSP5-8.5下，损失超过10%栖息地的物种从2050年的18种增至2100年的109种，其中32种预计损失超过20%；受威胁物种的平均栖息地损失比例比无危物种高约五倍，且窄域物种损失更严重。第三，SLR避难所。到2050年，仅0.5%的识别避难所位于现有保护区内，缅甸、斐济、马达加斯加和巴西的覆盖率不足1%，而新西兰、古巴、日本和西班牙覆盖率超过30%。避难所格局随时间变化，SSP2-4.5下2050年仅有缅甸和澳大利亚出现避难所，2100年扩展至26个国家。许多避难所与生物多样性热点重合，但也存在明显不匹配，例如中国东部沿海和俄罗斯北部海岸的避难所并未被纳入优先保护。第四，启示。到2100年约45%的研究物种可能受SLR影响，但IUCN红色名录中仅5.9%标记了气候相关威胁。针对《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》（Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework, GBF），研究提出应扩大保护地覆盖以容纳SLR避难所（目标3），将SLR影响纳入综合空间规划（目标1），对栖息地损失严重的物种实施栖息地恢复和迁地保护（目标4），并通过增强生态系统韧性来减少SLR影响（目标8）。与仅假设均匀1 m SLR的先前研究相比，本研究考虑空间动态SLR后，预测失去全部栖息地的物种数量较少，但仍有大量物种可能失去足以影响长期存续的栖息地。研究也指出不确定性，包括数字高程模型较为陈旧、物种水平分析无法充分反映亚种群脆弱性（如孟加拉虎Panthera tigris tigris）、未纳入潮间带依赖物种以及未考虑盐雾、风暴潮和飓风等加剧因素，因此结果属于保守估计。

讨论部分强调，SLR影响在空间和物种间高度不均，许多避难所位于现有保护优先区之外，可能被忽略。沿海防洪屏障虽可保护人类设施，但无法完全缓解对陆生脊椎动物的影响，并可能造成海岸挤压和生态连通性破坏。因此，保护SLR避难所对于增强生物多样性韧性至关重要。研究结论指出，保护SLR避难所有助于在GBF目标8下建立气候韧性，同时保护物种，进而推动实现更广泛的生物多样性目标。早期、协调的国际行动，尤其对低和中收入国家提供资金和技术支持，是减缓SLR对陆生脊椎动物影响的关键。