由于全球变暖，许多物种将灭绝。这是对瑞典林雪平大学开发的数学模型的预测，该模型发表在Nature Communications 上。模拟表明，气候变化将对极地地区的生态系统产生特别大的影响，反映了自然界中已经可以看到的变化。
气候变化会对地球生态系统产生什么影响?深入了解这一点的一种方法是使用高级数学模型进行模拟。林雪平大学 LiU 的研究人员开发了一个模型，该模型考虑了异常多的因素。
生活在世界不同地区的物种会适应它们生活地区的温度。当面临涉及温度升高的气候变化时，一个物种要么迁移，要么适应新环境，要么灭绝。研究人员模拟了几个物种，这些物种沿着从极地到赤道的梯度分布在全球各地。每个物种都最佳地适应特定的温度范围(称为其最佳温度)，并与附近的其他物种相互作用。研究人员在目前的研究中使用该模型来模拟气候对生态系统的影响，让它们暴露在 300 年间温度逐渐升高的现实环境中。接下来是更长的时间，在更高的温度下气候稳定，
“当气候变暖时，一个物种可以通过向北移动来在一定程度上遵循其最佳温度。我们看到，生活在极地地区的物种在与向北迁移的物种的竞争中往往会失败，这些物种已经适应了新的更高的温度。物种沿着从南到北的完整梯度消失，但极地地区的许多原始物种受到的打击尤其严重”，林雪平大学物理、化学和生物系 (IFM) 博士生 Anna Åkesson 说。
“我们可以看到这已经发生了。最北端地区的生态系统受到多种因素的压力：不仅在那里发生的变化最快，而且其他物种的栖息地也在向北移动。例如，已经适应了北极气候的北极狐在红狐向北移动时失去了阵地，”LiU IFM 高级讲师 Anna Eklöf 说。
该模型包括几个生态过程，例如捕食者吃猎物、物种相互竞争以及迁移到新区域的能力。LiU 的研究人员还考虑到物种特征可以通过进化而改变的事实。这些因素相互影响，但其他生态系统模型在很大程度上分别考虑了生态过程和物种进化。
研究人员还在模型中包含了物种之间相互作用的温度依赖性。如果同一地点的物种能够很好地适应在相同的温度范围内茁壮成长，那么它们之间的竞争就会很激烈。相比之下，当共存物种的最佳温度差异更大时，它们之间的竞争就会降低。然而，在这种情况下，一些物种不太适应当地环境，可能难以生存。
模拟表明，物种之间依赖于温度的竞争对生态系统如何受到气候变化的影响有很大影响。在所有模拟中，气候变化导致许多物种灭绝。然而，物种之间依赖于温度的相互作用促成了更多物种的生存。这是因为它们可以找到新的生态位，然后在更大程度上成功地共存，从而在一定程度上减少了气候变化的负面影响。
“我们通过使用这个模型表明，当今的两个主要问题——气候变化和生物多样性——密切相关。我们看到，如果物种具有更大的性状变异，并且多样性更大，那么整个生态系统可以更好地应对气候变化，”安娜·埃克洛夫说。
研究人员强调，在旨在预测气候变化对生物多样性的大规模后果的模型中包含物种之间的相关相互作用非常重要。有必要同时考察生态学和进化论。
“尽管我们的模型很复杂，但我们已经设法开发了这些方法，以便可以在几分钟内在普通计算机上使用该模型进行案例研究”，IFM LiU 助理教授 György Barabas 说。
