阿尔卑斯山脉生态系统面临威胁
生物学家们指出，气候的变化已经影响到了全球的高山生态系统，那些原本适应寒冷气候和贫瘠土壤的生物目前正面临着气温升高及大量捕猎者和竞争者。
高原兔是精致的典范，体形微小，粉红色的耳朵，与家兔有着表亲关系，主要以花为食，以高声的啸叫来表示问候，跑起来像花栗鼠。它们也是世界上最顽强的哺乳动物之一，居住于很高的、没有树木生长的岩石堆下，在那里一年里的大部分时间都寒风呼啸，由于夏季非常短暂，草本植物无法生长茂盛以吸引低海拔地区生活的竞争者。
高原兔正是在这样一种寒冷而贫瘠的条件下生存着。因此，难怪一些生物学家会指出，全球气温的上升，山区高原兔的数量将会直线下降。
阿尔卑斯山脉的生态系统尤其易受到气温升高的影响，最近的研究建议，这些定居于高山的物种——从生长在瑞士阿尔卑斯山的花到澳大利亚的负鼠，都面临着困难。尽管可能还有其他原因，如森林大火和放牧等，但越来越多的研究人员担心，如果气温持续升高，阿尔卑斯山脉的大部分植物和动物都会面临数量急剧下降或灭绝的威胁。
亚利桑那州立大学的野生生物学家，AndrewSmith说，“人们经常认为整个地球会毁灭，而高原兔依然无恙。事实上，他们可能是个先兆”。
最初的发现已经推动了关于阿尔卑斯山脉生态系统的大量研究（树带界线以上的大风区域），并且研究人员开始协同努力。他们发现，任何地方的生物都对气温升高发生反应，但高山生物圈，如嗜冷的北极物种，没有其他的选择。
在过去的100年里，全球的平均气温已经上升了0.6℃，在今后的100年内，还会继续升高
1.4-5.8℃。为了适应这样的变化，许多物种改变了开花、播种和迁移的日期。移动的物种如蝴蝶和鸟类，也改变了他们活动的范围，自19世纪60年代起，每个20年向两极地区平均移动了6.1公里（根据《自然》杂志去年发表的对1700多种物种的调查）。
高山生物圈遇到了困难，这些生活在阿尔卑斯山脉的物种是生存范围最狭窄的。只有3%的陆地有植被覆盖，这些苔原地带正如诺亚方舟的避难所，在那里整个生态系统度过了冰河时期，如今却在温暖的低地搁浅了。
这些苔原地带正在减少。1970年至今，低海拔地区出现冰冻的界限已经上升了150米（海拔每上升100米，气温平均下降0.5℃）。这加速了土著物种的灭绝，自冰河时期以来这种进程都在缓慢进行着。USGS的生物学家ErikBeever指出，化石研究表明，以高原兔为例，曾经在北美广泛分布，但在过去12000年内的温暖时期内，它定居到数个高峰上。
从某种意义上说，阿尔卑斯山脉的生物是脆弱的。由于新陈代谢缓慢，许多植物通过克隆进行繁殖，而不是通过种子。微小的高原兔要走一公里以上，才能寻找到一个新家。许多物种被孤立在山上很长一段时间，以至于它们成为了一个新的物种。山区是非常有特色的，正如其生物多样性总体上非常丰富一样，因为它有不同的斜坡、侧面和海拔，调节出多样的小气候，形成不同的生境。新墨西哥大学的从事阿尔卑斯山脉哺乳动物研究的著名生物学家JamesBrown说，“许多种群就像是高峰上的冰霜一样”。
气温引起的变化可能会将这些小种群驱逐出去，如树木、低海拔植物或捕食者的入侵；极端气候条件的经常出现；或者仅仅是气候过热。Brown说，“对整个高山进行加热，阿尔卑斯山脉的生态系统可能会出现倒置”。
走向天堂
最初的危险信号来自于植物。大约80-100年前，欧洲的植物学家对阿尔卑斯山脉的植物进行了造册登记。1994年，来自维也纳大学的研究者发现，三分之二以上的研究点位上，草地种群每20年向上攀升4米，这是对气温升高0.7℃的显著反应。研究组组长GerogGrabherr说，如果这种情况继续下去，位于峰顶的嗜冷植物将被向上推进，最终到达“天堂”。
这些植物包括稀有物种，如Arenariatetraquetra，主要聚集于夏季有雪的小地块上，可以获取融化的雪水。Grabherr说，“它们是非常神奇的”，并将它描述为“一块圆形的垫子周围有一圈白色的小花，就像光环一样——似乎已经准备好了去向天堂”。
Gravberr说，由于仅仅考虑温度的升高，入侵者会议两倍的速度向山顶推进。但他补充到，“阿尔卑斯山脉的植物为此作了很长时间的准备”。因此，它将花费40-50年才会做出反应。他的结论得到了同事们的支持，包括MartinCamenisch。他说，在过去的80年里，新的入侵者从低坡开始入侵者作2800米的高山，几乎是生物种类增加到3倍，占据了20%的原来只属于高山种群的地域。
为了追溯这种变化，Grabherr组织了40多名科学家来到阿尔卑斯山脉环境的全球观察研究组织（GLORIA）。根据记录和协议，研究人员一致同意每5-10年重新调查一次，并将结果汇总到数据库。在经费由欧盟资助的基础上，科学家们提出了2001年GLORIA的71个议案，包括西班牙和俄罗斯，以及澳大利亚、美国和北美地区。
最容易受到影响的地区是那些山比较低，而气温变化比较大的地区。因此，可以从小范围先开始研究。这些地区包括希腊的奥林匹斯山，西班牙的SierraNevada地区，从树带界线向上大约仅有200-400米。在澳大利亚，仅有11500平方公里的山区仍然在冬季下雪，仅仅是阿尔卑斯山脉上没有树木的一小块地区。这里广泛分布的是小负鼠，特殊的爬行动物，以及无数无脊椎动物。澳大利亚国家公园和野生动物组织的生物学家KenGreen说，在过去40年中，雪覆盖的面积减少了30%，这导致了野生猫、兔和狐狸等物种的进入。“无法进行海拔的调节，因为各项条件都已经到达了极限”，他补充。
在新西兰，一篇关于北极、南极和阿尔卑斯山脉的调查文章预测，在下个世纪，气温将升高3℃--按目前的中等发展速度估计，阿尔卑斯山脉80%的苔原将不复存在，已知的613种阿尔卑斯山脉植物中的一半将灭绝。一位作者AlanMark，Otago大学的生物学家说，即使温度不再升高，40-70种物种将在未来的20年内面临着灭绝的危险，由于生态条件已经发生了变化。他说，“结果毫无疑问都会出现，只是在何时出现的问题”。
移动中的树木
由于阿尔卑斯山峰没有树木生长，而树带界线的上移将引发很多变化，在某些地区已经十分明显了。ChristianKorner，瑞典Basel大学的生物学家，在近期《生物地理学杂志》上的文章中指出，树生长的界线是由树的根系分布范围内的温度控制的。树在降到6.5℃的地方停止生长。事实上，俄罗斯研究者在《生态学研究》上发表的文章指出，乌拉尔山脉在20世纪气温至少上升了4℃，树的生长界限向上移动了20-80米，比阿尔卑斯山脉减少了10%—30%。
Geneva大学的植物地理学家Jean-PaulTheruillat指出，树的年龄变化反映了阿尔卑斯山脉的向上发展的趋势。大约在海拔1800米，树的平均年龄为140年，越向上越年轻，到海拔2700米时，平均年龄只有16年。19世纪中期的变化可以从哥伦比亚山区来看。据Alberta的研究人员报道，在加拿大NearBanff国家公园，阿尔卑斯山脉的冷杉和英国云杉自1990年起，已经向上移动了50-60米。
然而，Korner和其他人认为，树木界限的移动并不是直接由眼睛看到的界限并明确地与单个因子联系在一起，如气候变暖，这样会产生误导。例如，树木在小冰期（一段寒冷的时期持续到18世纪早期）之前就开始向上生长；一些树木可能是进一步的生长而不是对气候变暖的反应。森林火灾可能也是导致森林向海拔高的地区发展的原因。在Montana的Glacier国家公园，USGS的生物学家DanFagre指出，许多新物种的生长并不是真正的海拔升高，而是在填补针叶松外围草地的空白，正如在细小的茎上曾出现过的灌木。这可能预示着一种真正的推进，但Fagre认为，水分的增加，而不是气温，可能是最初的驱动力。
Colorado大学的树木年代学家LoriDaniels说，气温和水分在高山系统有着十分复杂的关
系。《生态学》杂志上的一篇文章中，她指出，自19世纪70年代气候变暖开始，Patagonia的高海拔落叶树木出现了向上推进的现象，但在最温暖的年份里，生长速度却减缓了，由于过于干旱了。Daniels说，“我们认为我们了解温度的工作原理，但一旦你加入了其他因素，就会变得更为复杂”。
无论如何，在有树木生长的地方，都会改变任何情况。例如，阿尔卑斯山脉的蝴蝶依靠植物为生，一旦数量过多，两者都会消失。Cincinnati大学的生物学家StephenMatter说，一些树木能够冒险生存于片断化的小生境内。那是因为阿尔卑斯山脉的蝴蝶需要持续的阳光来温暖他们的飞行组织，并从分散生存的树木那里得到庇护。Matter在《应用生态学》上发表的一篇文章中指出，在加拿大的一些研究案例中，90%以上的Parnassiussmintheus蝴蝶的迁徙途中的草地附近死亡，它们撞倒了树上，死亡率可能会引起多米诺骨牌效应而导致灭绝。P.smintheus蝴蝶目前并不稀少，但其在欧洲的近亲已经列入了受到威胁物种的名单。 旱獭需要没有树木生长的领地，这处于一个不同的理由——来观察是否有捕食者入侵，它们也可以立即消失。在过去几十年内，VancouverIsland的旱獭，随着树木的入侵数量出现了下降，目前已成为世界上最受威胁的哺乳动物，已知的仅有21只存活。AndrewBryant，Nanaimo的旱獭恢复组织的首席科学家，指出狼和美洲狮沿着伐木的通道向高海拔地区前进，利用小树苗作为掩护捕猎了大量的旱獭。
华盛顿州的OlympicPeninsula旱獭数量的减少，也出于类似的原因，树木的生长和狼的进入。然而，野生生物学家SuzanneGriffin指出，这些研究刚刚开始，下定论还为时过早。 高原兔的案例可能更为清晰，它直接与温度相关。被刺激兴奋起来的体温帮助它们在寒冷的条件下生存，但显然它们无法将体温下调。在19世纪70年代，亚利桑那州的Smith提供了图像证据，描述了高原兔从寒冷岩石空隙（他们白天的藏身之处）到出来觅食并抓获它们的过程。它们在第二天造成死亡了，周围的温度为25.5℃。Smith说，“它们没有很强的调节能力”。他现在认为，如果考虑到动物的生存权利，是不应该做这样的试验的。
USGS的Beever，他去年在《哺乳动物学杂志》上发表了一项研究成果，认为美洲高原兔近期在25个有历史纪录的地区中的9个地区消失。他指出，温度的升高有最大的嫌疑。他表示，温度升高会直接杀死它们，改变动物食用的植物的组成，或在他看来，迫使高原兔呆在原地，否则会没有足够的食物。
一些美洲高原兔的近亲同样也出现了数量的下降。例如，1986年，新疆环境保护局的生物学家李卫东描述了一个新物种——Ili高原兔，出现在中国西北的天山地区。但当他2002和2003年重新回去时，在250平方公里的范围内没有发现一个样本。在Oryx杂志上的文章中，他指责了持续的气温升高，可能由于牧民和他们的狗活动范围的海拔更高了，冰雪在后退，而牧场不断向高处扩展。
在Yukon，Alberta大学的生物学家DavidHik记录到1999-2000年冬季有领圈标记的高原兔数量下降了90%。由于高原兔在冬季下雪的时候始终保持活力，这一系列的事件可能改变了它们生存的条件。生活在阿尔卑斯山脉地表的松鼠的数量也下降了，它们的地洞遭到了洪水侵袭。Hik说，“气候的持续变化，极端条件越来越多地出现。这些动物为极端的条件作了准备，但这有一个极限。”他在《加拿大生态学杂志》上发表了一篇文章。
同样地，要完整解释高原兔减少的原因是非常困难的。据Colorado大学的生物学家ChristineRay报道，在Montana地区适宜高原兔生活的气候条件已经消失了。她说，“这仍然是一个谜”。
阿尔卑斯山脉的水生态系统也出现了改变，尽管还谈不上退化。Alberta大学的水生态学家DavidSchindler指出，在加拿大落基山脉的海拔较低地区，温暖的夏季加快了藻类的生命周期，并使鱼类长得更大。Schindler说，“许多人可能认为能够获得更大的鱼是一件好事，但实验证明冷水中生存的鲑鱼一旦温度高过一个极限将会死亡。对于无脊椎动物如生活在冰
水融化形成的溪水中的石蚕也是如此。”
USGS的Fagre指出，冰河时代的威胁至今为止可以看到的气候变暖可能造成的后果：1850年，冰河国家公园三分之二的冰冻地区已经消失，剩余部分到2030年也将会消失。这意味着，阿尔卑斯山脉的溪流的温度将很快上升，夏季可能会出现断流，而大量无脊椎动物的生境将会消失。
另一个不太明显的效应是冰川的快速溶解会释放出污染物质，如多氯联苯和杀虫剂。“这类污染物质从工业化地区的土壤和水体中蒸发并飘散，直至它们遇到山脉，在这里他们以雨或雪的形式聚集并重新落到地表”，JulesBlais说，Ottawa大学的地球化学家。这个长距离的运送过程损害了北极熊的生存环境，也污染了北极地区人类的哺乳，同时也出现在阿尔卑斯山脉冰川的下方。加拿大野生生物组织的生物学家JohnElliott记录了这个问题。冰川落入高山湖泊的污染物质浓度是低海拔地区湖泊的1000倍，此中生长的鱼类也将威胁秃鹫和其他鸟类捕食者。
短期内，并不是所有的变化都是不好的--至少在高山系统不是，因为那里仍然有上升的空间。新的前沿生物正在进入面临冰川威胁的贫瘠土地。在过去的5年里，一支跨学科的队伍跟踪前沿生物的进入一个新的冰封地区，该地区位于秘鲁的安第斯山脉靠近巨大的Quelccaya冰川附近。在5250米时，队员记录到了54种植物和23种地衣。哥伦比亚大学地球中心的地理学家AntonSeimon说，与一个世纪前相比，冰川附近的物种“肯定是有所增加”。 在5732米新融化而成的池塘中，队员发现了蝌蚪（世界上最著名的两栖类动物），并且在新的山脊上，发现一群小羊驼，这是骆驼稀有的近亲。当地人就在此后面——曾经海拔很高的地区种植庄稼。Seimon说，“平原的耕地存在一个缺点。而这里的土地可能更好”。除了新的生物圈之外，崎岖的山峰和巨大的Quelccaya冰川仍然滚向地平线，没有生命能够征服，除了一些可能存在于其中的微生物。至少到目前为止，很难想象某一天所有这些都融化了，这些先锋生物就像冰川自身一样，可能进入了天堂。
王敏译自《Science》March12,1600-1602(2004)