中大新闻网讯（通讯员马亮）全球荒漠生态系统承载了众多的特有物种。由于暖区荒漠的高温干旱环境，分布于其中的物种在当前气候条件下常处于临近生理极限的状态。根据气候模型的预测，在未来全球气候变暖的情形下，荒漠生态系统将经历尤其严重的升温，这将对暖区荒漠物种的生存构成巨大威胁。由于鸟类多为日行性，且通过使用洞穴等方式快速躲避极端高温的能力有限，更容易暴露在荒漠生态系统的极端气候之下。针对北美莫哈维荒漠的研究表明，过去一个世纪的气候变化已经造成了当地鸟类群落的崩溃。因此，了解气候变化将如何影响全球荒漠鸟类的生存，并利用这些信息找到未来最有可能庇护荒漠鸟类的地区，对于生物多样性保护非常重要。
为了实现这一目标，中山大学生态学院马亮副教授在美国普林斯顿大学David Wilcove 研究组开展博士后研究期间，组织起一个跨越五个大洲的团队开展合作研究。其中包括来自美国的保护生物学家David Wilcove教授、Christopher Crawford博士和Rebecca Senior博士，来自中国科学院动物研究所的宓春荣博士、来自南非的鸟类生理学家Andrew McKechnie教授和Shannon Conradie博士，来自英国的微气候模型专家Ilya Mclean教授和Alexandra Gardner博士以及来自澳大利亚的机理模型专家Michael Kearney教授。该研究论文于2023年1月13日在Nature Communications在线发表，马亮副教授为论文的独立第一作者和通讯作者。
图1 正在通过快速喘气释放热量的纹胸雀织鸟 (Plocepasser mahali; Shannon Conradie拍摄) 。
研究团队根据荒漠鸟类的形态、行为和生理性状构建机理生态位模型，考虑鸟类面对升温时寻找郁闭生境、体温升高、呼吸频率增加（图1）等行为和生理响应，计算气候变化下荒漠鸟类在最热月份日均失水和急性脱水风险的变化。研究团队还将生理模型的预测结果与荒漠鸟类的多样性分布结合，在各区系的荒漠中寻找气候避难所，即鸟类多样性较高而气候变化对鸟类影响较小的地区。从长远来看，保护这些气候避难所可能是帮助鸟类应对气候变化的最佳选择。
图2 当全球平均气温相比工业化前升高2°C时，气候变化对全球荒漠鸟类的影响。在小图b、d和f中分别以平均气温(Tair;°C)，最热月日均蒸发失水(TEWL;g/天)和急性脱水风险(ADR;%mass)来表示气候变化的影响，“Δ”表示数值的变化，变化越大影响越大（暖色）。在小图c, e和g中分别以平均气温(Tair;°C)，最热月日均蒸发失水(TEWL;g/天)和急性脱水风险(ADR; %mass)的当前值（1986-2015）和未来值之间的重叠比例来表示气候变化的影响，重叠越小影响越大（冷色）。小图a展示了六个主要荒漠区系的位置。
结果表明，气候变化对荒漠鸟类的生理影响在不同的荒漠间和荒漠内部都存在显著的地理变异（图2）。气候避难所多位于临近海洋的荒漠地区，且各区系荒漠中的气候避难所被保护区覆盖的比例均低于20%（图3）。此外，研究还发现仅依据气温、辐射等气候因子的变化和鸟类多样性分布来预测气候避难所将导致严重偏差，强调了在预测气候变化影响时考虑物种自身的行为和生理响应的重要性。这项研究创新性地将气候变化对鸟类造成的生理影响和鸟类多样性分布结合，选定气候避难所，为精确化地开展气候变化背景下的生物多样性保护提供了行动方案。
图3 当全球平均气温相比工业化前升高2°C时，荒漠鸟类的气候避难所及其保护现状。小图a展示的气候避难所是每个荒漠区系内气候变化对鸟类影响处于最低25%且鸟类多样性处于最高25%的地区。小图b展示的气候避难所在每个荒漠区系中均占总面积的5%，根据气候变化影响和鸟类多样性选取避难所时采用的统一百分位阈值则根据这一要求在荒漠区系间浮动。小图c展示了统一百分位阈值与每个荒漠区系中被选定为避难所的区域面积百分比之间的关系。小图d展示了百分位阈值与每个荒漠区系中被选定为避难所的区域被保护区覆盖的比例之间的关系。
