1.气候变化对全球的生态影响
1.1物候提前、植物生长季延长
通过对全球4000多个物种的评估发现，在区域性气候变化的驱动下，大约2/3物种的春季物候提前。在气候变暖情景下，温带区域的春季物候提前，亚洲东部和北部一些区域植物的生长季延长。但是，不同生物类群在物候上对气候变化的响应存在差异，相同类群在不同地区、不同时间段上也有差异。与20世纪90年代相比，当前春季物候提前的速度开始变慢，在一些地区停止甚至延后。在热带区域，降水变化对物候的影响比气温变化更大。
1.2生物多样性丧失风险增加
极端高温的加剧已致使数百个物种的局地丧失，加快了物种丧失速度，其中一部分丧失（如物种灭绝）无法挽回。全球变暖导致了区域性生物多样性丧失、生态系统退化。若全球升温1.5℃，海洋生态系统及其沿岸将面临中等至非常高的生物多样性丧失风险，生物多样性热点地区特有种的灭绝风险将翻倍；若升温3℃，大多数海洋及沿海生态系统都将面临非常高的多样性丧失风险。受气候变化影响，大量动植物种群局地灭绝，甚至导致部分物种灭绝。
1.3物种分布区向极地或高海拔移动
对全球超过4000个物种的研究表明，其中大约有一半的物种分布区向极地或更高海拔方向移动，不同生物类群的变化并不一致。森林昆虫对气候变化更加敏感，冬季变暖降低了害虫越冬死亡率，生长季延长利于其种群增长，由此导致森林害虫向两极地区扩张，加重了害虫在北美北部和欧亚大陆北部的危害及暴发程度。北美、欧洲和中亚地区的淡水鱼种群分布区向极地和更高海拔方向移动。在亚洲，预计约70%被研究的物种受到气候变化的负面影响，约30%的物种面临着较高的灭绝风险。
1.4生态系统改变和退化
气候变化已经对一些陆地、淡水、沿海和海洋生态系统造成了巨大破坏和难以逆转的损失。气候变化导致部分温带森林树木死亡，而热带稀树草原和寒带苔原受树木侵蚀，这些变化影响了生态系统的结构、功能、恢复力及生态系统服务。受气候变化影响，生物群落的改变及演替更为普遍，高山森林-苔原交错带向高海拔移动，落叶和北方森林交错带向极地移动，亚北极苔原的木本植被增加，全球草地的面积显著减少。在温带和寒带区域，大约一半的树线正在向极地或者更高海拔移动，高山草甸减少。亚洲北部山地的树线在20世纪90年代以后逐渐向更高海拔移动；但是，喜马拉雅山脉区域的树线出现向更高或更低海拔移动，以及不移动的情况，这可能与当地复杂的环境因素有关。总体上，在未来变暖的情境下，山地地区的树线预计会进一步向更高海拔移动。
1.5动物疫病频发和蔓延
气候变化加快了动物疫病的传播，部分媒介、宿主动物因气候变化而数量激增、蔓延扩散，导致疫病流行。蜱传疾病、蠕虫病和壶菌病向极地、高海拔地区扩散，已接近北极及尼泊尔的高纬度、高海拔地区，更多动物疫病呈现新发趋势。在全球较工业革命前变暖1.5℃的情景下，预计病媒传播疾病在非洲东部和南部的分布范围和季节性传播速度将增加。在亚洲，气候变化增加了热浪、洪水等灾害的频次，从而增加了病媒疾病的发生率。降水增多和温度升高将增加亚洲热带和亚热带地区腹泻病、登革热和疟疾的流行风险。在中南美洲，气候变暖增加了登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒病等病媒疾病的传播。在北美洲，温度和降水的变化增加了病媒传播、水源性和食源性疾病的流行风险。在欧洲，莱姆病病原体携带者蜱虫的分布范围已随温度变化在部分国家扩大，预计将进一步向北扩展。在大洋洲，降水量和温度的变化与疾病的暴发和传播模式有关。
2.气候变化对我国的生态影响
2.1植物生长季延长、植被覆盖度增加
中国气象局《中国气候变化蓝皮书（2022）》指出，1963—2021年，我国典型地区代表性植物如北京玉兰、沈阳刺槐、合肥垂柳、桂林枫香树和西安色木槭的春季物候期每10年提前1.5~3.5天，沈阳刺槐和合肥垂柳落叶期每10年推迟1.3天和4.7天。总体上，全国春季物候每10年提前1~6天，生长季结束日期推迟2~5天，植被生长季显著延长。
过去几十年，我国植被覆盖度随气候变暖逐渐增加。据估计，到21世纪末，我国温湿型植被面积将增加，而干冷植被面积将减少。
2.2物种分布区改变、生物入侵风险升高
气候变暖已导致我国一些动物分布区发生变化。气候变暖改变了东北驼鹿的食物可获得性和质量及其肠道微生物群落的结构和功能，导致了其南部分布区的退缩。气候变暖使一些动植物分布区向更高纬度、更高海拔方向移动。
气候变化加重了我国遭受的外来物种入侵。但也有研究表明，气候变暖也可能利于本地植物。气候变化亦可抑制部分外来物种的入侵。
2.3生物灾害频发
受气候变化影响，近50年来我国西北地区农业干旱频次增加，强度及受灾面积增大，且作物病虫害增加。极端气候频发可增加生物灾害发生的风险，但风险高低与物种类群、时空尺度有关。受近期气候变化等因素影响，黄海铜藻（Sargassum horneri）繁殖加快，黄海绿藻（Ulva prolifera）及金潮频繁暴发，对我国水产、旅游和生态保护造成巨大损失。我国天幕毛虫（Malacosoma neustria）危害频率从过去的14~15年缩短到8~10年，油松毛虫（Dendrolimus tabulaeformis）已从辽西扩散到辽北。预计玉米蚜虫（Rhopalosiphum maidis）将在我国胡焕庸线以东地区继续扩张，加重玉米虫害。气候变化也加重了一些动物疫病的流行。
气候变化对生物种群的影响往往具有复杂的非单调效应，既可以是正的，也可以是负的，其正负效应往往与物种习性、地区环境、种群密度、时空尺度、时滞、作用路径等因素有关。在内蒙古草原，温度对鼠类种群既具有直接正作用，又通过植被对其产生1年时滞的间接负作用；达乌尔鼠兔和长爪沙鼠的种群增长率分别与降水量、温度呈拱形关系。温度升高增加海南旱季疟疾发病人数，但又减少雨季疟疾发病人数。温度变化对生物灾害（如蝗灾、疫病、鼠疫等）的发生既有直接作用，也有间接作用（如通过改变降水、栖息地等），或有地区性差异。
2.4生物多样性减少
据模拟分析，在不同碳排放情境下，气候变暖将减少我国许多野生动植物，如大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）、驼鹿（Alces alces）、黑麂（Muntiacus crinifrons）、四川仰鼻猴（Rhinopithecus roxellana）、冷杉属植物（Abies Mill.）等的适宜分布区。气候变化和人类活动可导致我国亚洲象、犀牛分布区的退缩或扩张，或导致我国一些大中型兽类的局域灭绝。在我国233种保护植物中，预计有16%的物种将在2080年失去超过30%的分布区。在我国南海，大约571个珊瑚物种受到了人类活动和气候变化的影响；气候变暖引起的海洋变暖和酸化也影响海底软体动物，如双壳类动物、腹足类动物、海胆等。据蓝皮书报告，过去30年我国海域的活造礁石珊瑚覆盖率呈下降趋势；2010年以来，我国南沙群岛、西沙群岛等珊瑚因气候变暖发生的热白化事件增多；预计到21世纪末，我国南海珊瑚增长率将有所下降。
3.对策与建议
总体看，全球气候变化所引发的生态影响是显著的，但这些影响在不同地区、不同类群上存在一定差异。总体上，气候变暖导致了物候提前、植物生长季延长；气候变暖导致了物种分布区向极地或高海拔移动，树线升高；气候变暖导致了许多物种的局地性灭绝或栖息地退缩；气候变化引发的极端天气加大了一些疫病的传播。因此，全球要进一步减少人类对气候和生态系统的干扰，加大对生态系统完整性、连通性的保护和修复力度，避免气候变化可能产生的灾难性后果。
由于我国人类活动干扰强度大、生态系统比较脆弱、生态环境退化严重、栖息地过度碎片化、濒危物种和有害生物种类多，应对气候变化的难度很大。因此，我国有必要加大气候变化的生态影响与对策研究，主要提出4个方面的建议。
摸清家底，评估物种变化态势，为应对气候变化提供科学依据和对策。有必要进一步加强重要物种分布区变化的评估和预测，为制定和提出切实可行的气候变化适应或缓解对策提供科学依据。
研究气候变化下不同区域生态系统的临界点（tipping point），即生态系统发生不可逆转的转变。要研究气候持续变暖下生态交错区相邻生态系统发生替代的外部条件与干扰因素，提出防止生态系统退化、加快生态系统修复的干预措施和对策。
研究和弄清气候变化驱动下具有重要生态、经济、保护价值物种的迁移路径，采取有针对性的保护对策，以提高其应对气候变化的生存力。
研究气候变化下有害生物暴发成灾和蔓延规律，提高应对生物灾害的预警和治理能力。气候持续变暖将促进我国热带、亚热带地区的病虫害、动物疫病向高纬度、高海拔地区迁移，加大这些地区生物灾害发生的风险。
综上所述，气候变化的生态学效应影响是十分显著的，同时也是十分复杂的。因此，要加强气候变化生态学研究，提出科学合理的气候变化适应与缓解对策，促进我国生物多样性保护、生物灾害防控和生物资源管理等各项事业的发展。
文章节选自《中国科学院院刊》2023年第3期。原标题：气候变化的生态影响及适应对策
作者：万辛如 程超源 白德凤 张知彬
原标题：每日科普|气候变化对生态带来什么影响？我们要如何应对？