生態脫鉤（decoupling）：鳥兒如約而至，植物卻失約了？

 

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全球暖化，對在台灣的許多人來說，或許最大的影響是去日本賞櫻的行程不好抓。2024年預測東京的櫻花是3月18日開花、2023是3月14日、2022是3月24日、2021是3月23日...可以看到櫻花季已經提前了。

對我們來說，可能就只是一點不方便，但是對於不遠千里而來的候鳥，植物提前吐出新芽或提前開花，就意味著也會提前結果。有些鳥類，可能是在植物吐出新芽的時候到達，那時候他們可以捕食危害植物的蟲兒；有些鳥類，則是在植物結果的時候到達，那時他們可以大快朵頤。

如果植物提前吐出新芽，也就是說，整個季節都提前了，那麼，這些候鳥們是否也能夠提前到達呢？

為了回答這個疑問，美國的研究團隊使用了2002年至2021年間的遙感數據和eBird公民科學數據，來觀察候鳥是否會因為春季提前也跟著提前。

研究團隊調查了150種候鳥，這些鳥類橫跨西半球，從北美大陸的遼闊森林到南美的熱帶雨林，涵蓋了各種生態系統和遷徙路徑。想像一下，這就像是為了掌握一個大型機場的所有航班信息，每一種鳥類都有它獨特的「航班號碼」和「行程表」，研究團隊則試圖從牠們的遷徙，來解出牠們如何因應全球氣候變化的挑戰。通過對這些鳥類的深入調查，研究團隊提供了一個廣泛而詳細的視角，描繪出一幅候鳥遷徙行為和生態系統變化之間錯綜複雜的關係圖。

而遙感數據則告訴研究團隊，每年植物開始變綠的時間。他們發現，從2002年至2021年間，春季綠化的時間在鳥類遷徙路徑上平均每年提前了約0.07天，意味著春季綠化現象因氣候變遷而逐年提前。雖然這個數字看似微小，但累積起來，20年的時間範圍內，春季綠化的時間就提前了大約1.4天。

當然，如果鳥兒也能提前到達，那麼這就不是問題。

發現雖然鳥類遷徙路徑上的春季綠化時間有所變化，但大多數鳥種的遷徙時間更加與長期平均的春季綠化時間而非當年的條件同步。具體來說，有72.67%的鳥種，即109種鳥類，其春季遷徙通過日期至少與春季綠化（不論是當前或是長期平均）有一定程度的同步性。而在這些同步的鳥種中，有94.50%（即103種）的鳥類更強烈地與長期平均的綠化條件同步，而不是當年的綠化條件。這意味著大多數鳥類的遷徙時間與過去長期平均的春季綠化時間更為接近，而不是根據每年的具體綠化時間進行調整。也就是說，鳥類遷徙的靈活性可能相當有限，無法適應隨著氣候變化而改變的植被現象，特別是對於長距離遷徙的物種。

鳥兒如約而至，但是植物卻早已開始它們的一年之計；這對於遷徙鳥類來說，可能意味著當牠們到達繁殖地時，理想的食物資源已經開始減少，從而影響到牠們的繁殖和存活。這種現象彰顯了氣候變化對生態系統內物種相互作用模式的深遠影響。

參考文獻：

Robertson EP, La Sorte FA, Mays JD, Taillie PJ, Robinson OJ, Ansley RJ, O'Connell TJ, Davis CA, Loss SR. Decoupling of bird migration from the changing phenology of spring green-up. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Mar 19;121(12):e2308433121. doi: 10.1073/pnas.2308433121. Epub 2024 Mar 4. PMID: 38437528.

氣候變遷與土地使用如何重塑英國的生物多樣性：從鳥類、蝴蝶到植物

 

圖片作者：ChatGPT

氣候變遷（climate change）是最近這幾十年反覆被提起的一個名詞，已經有不少的研究發現，氣候變遷對生態造成衝擊。由於暖化，使得生物向高緯度移動，影響到當地原生生物的生存。

在1980年代之前，科學家尚不清楚究竟氣候的變化是否超越了地球過去的正常值，但在1980年代時，這個疑問得到肯定，於是「氣候變遷」與「全球暖化」這兩個詞開始大量地被使用。

但是，僅僅只有氣候變遷與全球暖化影響到生態嗎？難道其他的因素，如人口增加造成土地大量被開發，對生態就沒有影響嗎？最近的一項研究，為我們解答了疑惑。

這個研究橫跨了三個時間段，分別是1960年代、1990年代和2010年代。研究團隊對英國的鳥類、蝴蝶和植物進行了觀察和分析，以瞭解它們在這三個不同時間段內的生物多樣性變化情況。

在這段時間內，英國的土地利用發生了變化。從1930年代到1940年代到20世紀末（1990年代）再到現代（2015年），整體上英國的人為土地覆蓋（城市、耕地和改良草地）增加，主要是以半自然草地的減少為代價。

研究團隊發現人為氣候變遷和土地轉換普遍導致英國鳥類、蝴蝶和植物的物種豐富度增加、生物同質化以及適應溫暖的群落。以長時間（1960-2010）而論，鳥類物種增加了2%、蝴蝶增加了25%、植物增加了4%；短時間（1990-2010）鳥類增加了1%、蝴蝶增加了5%、植物增加了2%。

但是，研究團隊發現，物種多樣性卻下降了。以長時間（1960-2010）而論，鳥類β多樣性增加了9%、蝴蝶β多樣性減少了70%、植物β多樣性減少了15%；短時間（1990-2010）鳥類β多樣性減少了11%、蝴蝶β多樣性減少了52%、植物β多樣性減少了3%。

從這些數據可以觀察到，蝴蝶的物種豐富度增加和蝴蝶β多樣性減少的變化比鳥類和植物更為明顯。那是因為，蝴蝶的全國級物種豐富度較低和世代更替較快，對環境變化的反應通常較快。

另外，研究團隊也觀察到生物同質化的現象提高了。物種豐富度增加可能導致生物群落同質化的原因在於，雖然更多物種進入新的地理區域增加了當地的物種數量，但這些進入的物種往往在生態功能或對環境的適應上具有相似性。這導致不同地區的生物群落在物種組成上變得更加相似，減少了生態系統間的差異性，進而影響生態系統的功能和穩定性。此外，原生物種可能因為競爭和棲息地喪失而減少，進一步加劇了同質化的趨勢。

另外，研究團隊也分析了到底哪些因素與這些變化有關。分析發現，鳥類、蝴蝶與植物的變化，都與半自然草地（包括草甸、牧場、低地和高地草原以及開放濕地棲息地）的減少呈現正相關，顯示土地利用的確是影響生態變化的一個重要因素。

另外一個值得注意的現象是，喜歡溫暖氣候的物種整體呈現增加的趨勢，只有蝴蝶在短期內呈現減少的現象。這個增加的趨勢意味著，隨著全球暖化，英國的物種也出現了向高緯度遷移的現象。

這些結果告訴了我們過去數十年氣候變化和土地利用變化對英國生物多樣性的影響，並提供了對不同物種和生態系統功能可能產生的影響的洞察。

參考文獻：

Montràs-Janer, T., Suggitt, A.J., Fox, R. et al. Anthropogenic climate and land-use change drive short- and long-term biodiversity shifts across taxa. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-024-02326-7

植樹與心理學：探索對抗氣候變遷的新途徑

 

圖片作者：ChatGPT

隨著氣候變遷愈來愈劇烈，各國政府紛紛拿出因應措施。但是，民間仍有不少人不認為氣候變遷是嚴重的現象，甚至有些人完全否認有氣候變遷這回事。

在這個研究裡，科學家們進行了一項全球性的實驗，涉及63個國家和59,440名參與者。研究測試了11種不同的介入措施對於改變人們對氣候變遷的信念、政策支持、社交媒體分享意願以及參與植樹行動的影響（種樹行為是這項研究中用來評估參與者對於實際環境行動意願的重要指標之一）。

11種不同的介入措施分別為：

1. 減少心理距離：通過使氣候變遷感覺上更加接近（地理上、社會上和時間上）來增強對氣候變遷的關注。
2. 集體行動：強調通過集體行動可以有效應對氣候變遷的信息。
3. 未來自我連續性：強化對未來自我影響的認識，鼓勵人們考慮其對未來影響的行為。
4. 寫信給未來一代：鼓勵參與者寫信給未來的孩子，描述他們目前為減少氣候變遷所採取的行動。
5. 系統辯證：通過強調支持環境行為是愛國的行為，來激發對氣候變遷的關注和行動。
6. 科學共識：強調科學界對氣候變遷事實的共識，以增加對氣候變遷行動的支持。
7. 綁定道德基礎：透過喚起群體忠誠和權威的道德基礎來增加對環境友好行為的支持。
8. 動態社會規範：展示社會規範正在變化，越來越多的人正在採取行動以對抗氣候變遷。
9. 負面情緒：透過“末日與黑暗”式的信息傳達氣候變遷的嚴重後果，以引發負面情緒，促進行動。
10. 多元無知：糾正人們對其他人對氣候變遷關注和行動的錯誤認知。
11. 共同工作規範：強調與他人共同努力對抗氣候變遷的社會規範。

這些介入措施基於不同的理論框架，旨在通過影響人們的信念、感受和社會規範來促進對氣候變遷的積極行動。

結果顯示，這些介入措施對非氣候變遷懷疑論者有輕微的正面影響，但對於促進更多努力的行為改變（如植樹）效果不大。最有效的介入措施在不同的目標行為上有所不同：

1. 減少心理距離的介入措施對於增強氣候變遷信念最有效，平均提高了2.3%。
2. 寫信給未來一代的介入措施在提高對氣候政策的支持上最有效，平均提高了2.6%。
3. 負面情緒引發的介入措施在增加社交媒體分享意願上最有效，平均增加了12.1%。

然而，沒有任何一種介入措施能夠有效提高參與更費力的植樹行為，某些介入措施甚至降低了植樹的數量。

降低了植樹數量的介入措施包括：

1. 減少心理距離：使氣候變遷感覺上更接近的介入。
2. 引發負面情緒：透過負面信息強化對氣候變遷後果的認識。
3. 共同工作規範：強調與他人共同對抗氣候變遷的社會規範。
4. 寫信給未來一代：鼓勵參與者寫信給未來的孩子，描述他們為減少氣候變遷所採取的行動。

這些結果顯示，儘管這些介入在其他方面可能有正面影響，但它們在激勵參與者完成植樹任務方面並未表現出較好的效果，甚至可能有反作用。

但是，種樹不見得是解決氣候變遷的解決方法啊？或許是這樣才無法激勵人們去做吧？畢竟，雖然植樹被廣泛推崇為對抗氣候變遷的一種方式，但它並非萬能的解決方案。植樹活動在適當的條件下可以有效地吸收大氣中的二氧化碳，從而有助於減緩氣候變遷。然而，單純依賴植樹來解決氣候變遷問題存在幾個限制：

1. 時間問題：樹木成長需要時間，而氣候變遷的影響是迫切的。我們需要立即減少溫室氣體排放，同時考慮長期的碳匯策略。
2. 空間限制：合適的植樹地點有限，過度植樹可能對當地生態系統產生負面影響，如破壞原生物種的棲息地。
3. 生態系統的復雜性：不同地區的生態系統對植樹的反應各不相同，單一的植樹策略可能無法達到預期的全球性效果。
4. 社會經濟因素：植樹活動需要考慮到地方社區的需求和權益，以及如何與當地的經濟活動相協調。

因此，雖然植樹是氣候變遷緩解策略的一部分，但它需要與其他措施，如減少化石燃料的使用、提高能源效率、促進可再生能源的發展等，結合起來，才能形成一個全面的對策。這可能解釋了為什麼某些介入措施未能有效激勵人們參與植樹行動：人們可能意識到解決氣候變遷需要更全面的方法，而不是單一的行動。

參考文獻：

Madalina Vlasceanu et al. ,Addressing climate change with behavioral science: A global intervention tournament in 63 countries.Sci. Adv.10,eadj5778(2024).DOI:10.1126/sciadv.adj5778

溫度的拼圖：氣候變遷重塑北美鳥類的生命？（簡易版）

 

圖片來源：維基百科

地球正在變暖，那麼這對生活在地球上的動物和植物會有什麼影響呢？最近的一個研究就聚焦在北美的鳥類上，研究者們想知道溫度變化對這些鳥類的體型和形態有什麼影響。

在這項研究中，科學家們收集了1989年到2018年間的資料，涵蓋了北美大陸從低緯度到高海拔地區的鳥類數據。他們觀察了105種鳥類的體重和翅膀長度。結果發現，無論是在緯度上還是在時間上，溫暖的溫度都與較小的體型有關。在這30年間，鳥類的體重平均減少了0.56%。

不過，有趣的是，鳥類的翅膀長度卻隨著時間的推移而增加。這似乎與體型變小的趨勢相反。鳥類的體型和形態顯示出隨著緯度和海拔變化的明顯趨勢。在海拔上，體型通常隨著海拔的增加而減小。這個發現支持了一個叫做Bergmann's Rule的規則，這個規則說的是，在溫度較低的地區，動物的體型通常會較大。

這項研究還指出，溫度的變化可能是通過溫度對鳥類死亡率的影響，或者是在鳥類早期生活階段的發育過程中發揮作用的。特別是最高的溫度，而不是最低的溫度，似乎是推動鳥類體型和溫度關聯的主要因素。

不過，也有人對這個研究提出了質疑。Andreas Nord和他的團隊認為，鳥類體型的減輕可能並不是為了溫度調節。他們指出，雖然理論上較小的動物因為有較高的表面積對體積比，更能夠承受高環境溫度，但這項研究中鳥類體型的實際變化非常微小，所以在熱量產生和消散方面的改變也非常微小。

Nord的團隊還指出，這些數據主要是在春季和夏季收集的，而且大多數研究的鳥類是候鳥，也就是說它們在研究地區停留的時間很短。這可能意味著將鳥類的形態學與當地環境溫度相關聯存在問題。此外，研究僅基於雄性鳥類的數據，這可能限制了結論的普遍性。

總之，Nord的團隊認為，即使鳥類體重的減輕與氣候變暖有關，這種變化對溫度調節的實際好處可能是有限的。他們建議未來的研究應關注體型減小在溫暖環境中如何發生、為什麼重要，並從能量和適合度的角度實證評估在氣候暖化下減小體型的好處。

而Youngflesh等人也提出了回應，但是他們並沒有直接回答關於候鳥質疑的問題。他們的回應主要集中在其他方面，如小效應大小的生物學意義、氣候變化對鳥類體型的影響，以及繁殖期對觀察到的性狀變化的重要性等。

想瞭解更多嗎？請看完整版或直接看論文  

參考文獻：

Youngflesh, C., Saracco, J.F., Siegel, R.B. et al. Abiotic conditions shape spatial and temporal morphological variation in North American birds. Nat Ecol Evol 6, 1860–1870 (2022). https://doi.org/10.1038/s41559-022-01893-x

Nord, A., Persson, E., Tabh, J.K.R. et al. Shrinking body size may not provide meaningful thermoregulatory benefits in a warmer world. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02307-2

Youngflesh, C., Saracco, J.F., Siegel, R.B. et al. Reply to: Shrinking body size may not provide meaningful thermoregulatory benefits in a warmer world. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02308-1

溫度的拼圖：氣候變遷重塑北美鳥類的生命？

 

圖片來源：維基百科

全球暖化，對動植物會有什麼影響呢？2022年的研究探討了非生物環境條件，特別是溫度，如何影響北美地區鳥類的體型和形態。

研究分析了超過25萬次對105種陸地鳥類的數據，涵蓋1989年至2018年的30年間北美大陸超過43個緯度度和近3000米的海拔。透過對鳥類的體重和翅膀長度的測量，研究團隊發現，無論是在更接近赤道的緯度還是在近年來，溫暖的溫度與較小的體型有關，且在鳥類的體型在時間和空間上都顯示出明顯的趨勢。體重的減少在1989年至2018年間最多為2.78%，平均減少為0.56%。

與體型相反，鳥類的「翅膀度」（相對於體重的翅膀長度）隨著時間的推移有增加的趨勢。

鳥類的形態顯示出隨緯度和海拔的強烈和普遍趨勢。在緯度上，體型與溫度之間有強烈的關聯，支持Bergmann’s Rule的種內解釋。而在海拔上，研究發現體型通常隨著海拔的增加而減小。

研究團隊的分析顯示，溫度的變化對鳥類體型的影響可能通過溫度引起的大小依賴性死亡率和/或早期生活階段的發育可塑性來實現。最熱的溫度，而不是最冷的溫度，似乎是推動體型與溫度關聯的主要驅動力。

總之，這項研究提供了大規模的證據，顯示非生物環境因素，尤其是溫度，對北美鳥類體型和形態變化有顯著影響。這些發現對於理解物種對氣候變化的反應及其對生態群落的影響至關重要。

看了很擔心嗎？不過就在最近，由Andreas Nord等人針對這項研究提出了質疑，認為鳥類體型的減輕可能並不是為了溫度調節。

Nord等人指出，即使較小的動物理論上更能夠承受高環境溫度，因為它們擁有更高的表面積對體積比，有利於熱量傳遞，但實際觀察到的體型變化幅度非常小（平均減少0.56%），這導致在熱量產生和消散方面的改變非常微小。研究中提到的改變在熱通量（W cm⁻²）中僅增加了0.14%，對蒸發水分損失、總熱損失率（即熱傳導）、基礎熱產生（即基礎代謝率）、臨界上限溫度和對溫暖反應的代謝反應都是微弱的。即使在體重變化幅度較大的估計中，溫度調節的好處也可能是有限的。

此外，Nord等人也提出了對於使用數據的擔憂。他們指出，這些數據主要是在北半球春季和夏季收集的，而且大部分研究的物種是候鳥（66%，即105種中的69種，是候鳥，22%，即105種中的23種，是部分候鳥），這意味著它們在研究地區的停留時間很短。因此，將形態學與當地環境溫度相關聯可能存在問題。此外，研究僅基於雄性鳥類的數據，這可能限制了結論的普遍性，因為體型的自然選擇可能在兩性之間有所不同。Nord等人建議未來研究應考慮這些因素。

總之，Nord等人對上面的研究提出了質疑，認為即使鳥類體重的減輕與氣候變暖有關，這種變化對溫度調節的實際好處可能是有限的。他們建議未來的研究應關注體型減小在溫暖環境中如何發生、為什麼重要，並且從能量和適合度的角度實證評估在氣候暖化下減小體型的好處。

而Youngflesh等人也提出了回應，但是他們並沒有直接回答關於候鳥質疑的問題。他們的回應主要集中在其他方面，如小效應大小的生物學意義、氣候變化對鳥類體型的影響，以及繁殖期對觀察到的性狀變化的重要性等。

參考文獻：

Youngflesh, C., Saracco, J.F., Siegel, R.B. et al. Abiotic conditions shape spatial and temporal morphological variation in North American birds. Nat Ecol Evol 6, 1860–1870 (2022). https://doi.org/10.1038/s41559-022-01893-x 

Nord, A., Persson, E., Tabh, J.K.R. et al. Shrinking body size may not provide meaningful thermoregulatory benefits in a warmer world. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02307-2

Youngflesh, C., Saracco, J.F., Siegel, R.B. et al. Reply to: Shrinking body size may not provide meaningful thermoregulatory benefits in a warmer world. Nat Ecol Evol (2024). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02308-1