今年我的许多商务旅行让我思考了大自然的变化模式和我们对其所传达信息的敏感性。随着时间的流逝,我们不需要经验数据来解码我们眼睛看到的和皮肤感觉到的各种迹象。气温上升和季节不可预测,即使是最随意的观察者也会注意到。

作为人类,我们确信自己是地球上出色的掠食者,我们有时会想象自己与我们所处的生态系统的安静抗议活动分开来。天气太热了? 打开空调就好了。橱柜里什么都没有? 去商店装满你的小推车。家里的水龙头没水了? 简单,用塑料瓶按加仑买水就行。

凭借我们的智者智慧和技术力量,无疑,我们超越了外部压力的怜悯,仍然完全掌控着我们的命运?

只是,真相远没有那么简单,也远不能让人放心。我们的社会可能非常复杂和成熟,推动力来自我们的祖先甚至未曾想到的技术,但人类仍然是复杂而相互依存的生态系统中一个单一而脆弱的组成部分;像处于全球食物链底层但却支撑着全球食物链的最不起眼的虫子、最小的植物或单细胞生物一样,容易受到大自然压倒性力量的影响。

如果通过我们的行动和不作为,我们削弱或摧毁了一部分大自然脆弱的网络,我们就有可能存在触发一系列无法控制的变化,而这些变化可能会吞噬我们,破坏我们的生活方式,削弱我们几千年来发展的精致文明。

美国数学家和气象学家 Edward Norton Lorenz (1917~2008) 建立了天气和气候可预测性的理论基础,以及计算机辅助大气物理学和气象学的基础。

这种想法(即一个互连系统一个部分的微小变化可以导致该系统其他地方更大的变化)被称为“蝴蝶效应”(现在是“混沌理论”数学领域的一部分)。

它主要基于数学家和气象学家 Edward Norton Lorenz 的工作。

他举了一个比喻性的例子,说明龙卷风的大小、持续时间或路径会受到微小变化的影响,比如几周前遥远地方的蝴蝶扇动着翅膀。

不需要数学家或气象学家就能看到我们周围发生的由人为气候变化引起的小变化,破坏动植物物种生命周期模式的微小变化,以及如果我们不采取积极的行动就可能会发生更大的变化。

不过,亡羊补牢为时未晚。承认我们贪婪的工业/消费者文化的影响,表示我们开始了不可避免的承担责任的过程。此外,我们让自己能够开始反击构成如此严重自我伤害的地球破坏行为。

物候学暴露了人类的鲁莽

气候变化,这两个词因过度使用而几乎被中性化。但这实际上这对我们的日常生活意味着什么?

实际上,这意味着 2021 年地球表面温度比 20 世纪平均温度高 0.84˚C ,比工业化前温度高 1.04°C。从 2013 年到 2021 年的九年间,每一年都跻身有史以来最热的十年之列。[1]更糟糕的是,如果不进行干预,前景可能会变得更加黯淡。人类活动目前每年向大气中排放约 110 亿吨碳,甚至到 2050 年实现的碳排放迅速减少也可能无法阻止本世纪温度上升 2.4 度或更多。

从表面上看,这些数字可能听起来并不算多,但地球已经注意到,动植物已开始做出反应。这背后的科学,即物候学,涉及在周期性自然现象的背景下研究动植物的生命。

最近的一项研究表明,四分之三的北美大黄蜂物种比过去几年平均提前 35 天从冬眠中醒来——在滋养它们的花朵盛开之前。[2]

气候变化:四分之三的北美大黄蜂物种平均提前 35 天从冬眠中醒来。图片来源:© Damien Tupinier

一般来说,昆虫是食物链的支柱,已被证明最容易受到气候变化的影响。在昆虫这个微小、没有预示的王国,气候就是一切。一项研究表明,到 2100 年,如果温度上升 2°C,而不是 1.5°C,昆虫栖息地的损失将扩大三分之二,这比植物和脊椎动物所展示出的敏感性要高得多。[3]

不仅仅是昆虫在遭殃。2022 年 8 月 9 日,西班牙瓦伦西亚港的海水表面温度达到 29.72 度,比 2015 年的最高纪录高出一度多。由此造成的海水 pH 值降低,即酸度增加,阻碍了对海洋生物至关重要的钙基骨架和贝壳的形成。

尽管如此,这些预示着大自然不断变化的节奏相当无关紧要,不是吗? 蜜蜂、鱼等等,它们不是人,是吗? 好吧,是的,除了我们依靠蜜蜂来为农作物授粉。研究表明,如果授粉昆虫消失,中低收入国家/地区的农作物将减产 8%。[4]

至于那些不能再正常生长或繁殖,现在容易被入侵物种灭绝的鱼类和甲壳类动物,全世界数十亿人依靠鱼作为主要蛋白质来源。然而,在过去 50 年里,过度捕捞的种群数量增至三倍,使得三分之一的渔业“超出了生物极限”。[5]

拆除生态系统的根基之一,整个建筑就会开始摇摇欲坠。这就是为什么物候学在科学界和环境界都越来越受欢迎的原因。

证据跨越大陆,跨越物种

在陆地上,植物和动物通常依靠日长(光周期)和温度来激活生命周期的下一阶段。另一方面,鱼类可以探测河道季节性降雨流量,以此来确定它们的迁徙时间。其他生命形式,如冷杉球果,需要火来刺激种子释放和发芽。

这些关系可能比它们最初出现的更复杂:相互依存的物种可能具有不同的触发因素,因此不一定会协同地“转移”到生命周期的下一阶段。

United Nations Environment Programme Logo“在食物链中,植物可能比以它们为食的动物更快地改变其发展,从而导致物候不匹配。”联合国环境规划署 (UNEP) 在其2022 年前沿报告:噪音、火灾和物候不匹配中指出。这导致捕食者/猎物失衡,对繁殖、生长和生存产生不可避免的后果。[6]

如果我们作为地球守护者的行为干扰了时代的触发因素,大自然就会不同步。繁殖季节开始得太早,农作物歉收,物种数量急剧减少,在一个人口总数不断增加的世界(2050 年可能达到 97 亿,到 2100 年可能达到 112 亿[7]),饥饿在加剧。

联合国环境规划署的这份报告指出,从英国到欧洲阿尔卑斯山,再到南半球,在陆地和海洋环境中,全球范围内普遍出现了物候不匹配的现象。这里有几个例子。

  • 随着海洋温度上升 2°C,北太平洋东部的蓝鲸现在比十年前早 42 天聚集在加利福尼亚的觅食场。
  • 在北极地区,驯鹿的出生率下降了 75%,因为融雪使得植被在产小鹿的季节之前减少了。
  • 在北美,一项为期 30 年的帝王蝶研究表明,由于气候变暖,帝王蝶已将其从加拿大到墨西哥的冬季迁徙推迟了 6 天。
  • 西伯利亚北部的红颈滨鹬随着一代又一代的消逝,体型也在缩小,因为融雪的提前到来(每年提前5 天)意味着它们的幼鸟错过了昆虫最多的季节。
  • 研究人员通过植物记录发现,在过去的 120 年里,北美植物的开花时间提前了四到五天,在低海拔地区多达 15 天。

仅一项研究就确定了 200 多个物种的“生命阶段”每十年至少提前 2.8 天。[8]

在宏观层面上,全球变暖将加深整个生态系统之间的巨大物候差距。依赖一个以上的生态系统来支持生命周期的物种会立即受到影响。例如,想想依赖水生和陆地环境的鸟类,或在淡水和海洋生态系统之间迁移的鱼类——联合国环境规划署警告称,这种根本性转变最终可能导致“广泛的食物网中断”。

植物寿命对同样的气候触发因素很敏感,因此作物质量和产量是另一个令人担忧问题的源头。谷物和小麦以及梨树和苹果树等果树都有物候变化的记录。

北美的秋色 — 植物的故事就是物候学的故事,也是变化的最明显标志:图片来源:© Ricardo Gomez Angel

不能光靠进化来跟上步伐,因为大自然的物竞天择需要时间。虽然在部分鸟类和昆虫中存在一些相对较快的“微进化”的例子,但即使是这种防御性手段,也很快就会由于气候变暖有可能比以前的变暖时期快 100 倍而变得无能为力。

也许正是这些事实让我们人类正视起来。我们不是生活在生物圈之外,相反,我们是生物圈的一部分,我们依靠生物圈生存。

如果动物挨饿,如果海洋生物逐渐减少,如果作物歉收,我们最终也会挨饿,衰退和灭亡。因此,我们有责任保持对自然早期预警系统的关注。

大自然的声音响亮而清晰 — 现在我们必须行动起来

当我们周围的动植物不再挣扎着求生,当我们不可避免地失去生活水准时,我们不能坐视不管。我们可以做一些事情来应对我们面临的大自然快速变化的节奏带来的一些挑战。把它们视为物候学的五大基础

  1. 我们必须帮助农民,特别是发展中国家的农民,采用更可持续发展的管理技术,包括有机肥料和更好的选择性育种。
  2. 我们必须通过耐气候栽培品种、更多的种子共享库以及为那些为养活全球的行业提供更强有力的支持服务来接受新种子技术的想法。
  3. 我们必须确保有关迁徙模式和收获周期的记录保持最新,以便农业和渔业部门知道如何调整季节性策略。
  4. 我们必须恢复栖息地和保护野生动物走廊,以加强遗传多样性,培养生态系统的复原能力。
  5. 最重要的是,我们必须积极处理物候变化的根本原因——气候变化及其随之而来的全球变暖。

物候学现已确立成为气候变化的关键指标[9]

公共和私营部门有义务协同努力应对这一前所未有的挑战:公共部门通过能源基础设施规划和立法框架进行协同,私营部门则通过庞大的财政资源和有针对性的技术投资进行。

通过协作取得进展

一个危险的变暖的世界(其中物候变化只是一个表现)应该是一场危机,它有可能激发社会各个阶层采取行动——从政府和大企业的高层到社区项目的基层。

事实上,在世界各地,我们听到声音越来越多,愿景越来越一致。全球、区域和国家“公民科学”物候集体的出现可以证明监测自然波动节奏的重要性。[10]

全球物候监测计划对从北极圈到南热带的物候活动进行监测。同样,非洲物候学网络将生态学家和气象学家联合起来研究结果和开花等生物周期。另请参见英国环境变化网络美国国家物候学网络,它们不仅对空气、土壤和水质编目录,还将各地的动植物活动编入目录。

随着能说明问题的物候证据不断增加,也许我们可以开始以统一的方式面对气候变化带来的生存性问题。

安利捷,我们在这一独特使命中发挥我们的作用。我们的旗舰可持续能源部门 Fotowatio Renewable Ventures (FRV) 目前在五大洲运营着 50 多个太阳能和风能发电厂,预计到 2024 年装机容量将达到 4GW。[11]通过 Jameel Investment Management Company (JIMCO) 对 电动汽车先驱(如 Greaves Electric MobilityJoby AviationRivian)的投资,我们也看到了交通运输业的绿色转型。

Jameel 家族的全球慈善活动,包括 Community Jameel,支持全球各地帮助监测气候变化影响及其对脆弱社区影响的倡议,以及有助于解决这些问题的突破性研究。

其中包括麻省理工学院 (MIT) 的安利捷水和食品系统实验室 (J-WAFS);该实验室由 Community Jameel 和 MIT 于 2014 年共同创立,推动进行以水和食品系统为重点的研究、创新和跨学科合作。贾米尔粮食安全早期行动观察站 (Jameel Observatory for Food Security Early Action) 汇集了当地知识、数据科学和人道主义行动,以改善东非与气候相关的粮食安全和营养。

同样,最近推出的贾米尔食品贸易和脆弱性指数是评估各国和地区食品安全脆弱性的综合指数。目的是建立一个模型,在不同的气候相关情景下预测全球粮食需求、供应和双边贸易。同时,Community Jameel 和 AEON Collective 牵头的 GCC 气候宜居性项目汇集了世界一流的研究人员,以发现和评估气候变化对海湾合作委员会 (GCC) 地区健康影响的证据。

忽视大自然的“警告信号”是鲁莽的行为

没有人会假装我们生活在一个静止的世界。自从大约 30 亿到 40 亿年前出现生命以来,我们的气候就一直在变化。不过,直到现在,天气系统和大气成分的逐渐改变才使进化得以适应并实现和谐。

情况不再是这样了。人为的气候变化正在以前所未有的速度发展,使许多动植物物种难以觅食和繁殖。许多物种将完全退出这场比赛,这不仅对它们来说是一个困境,对以它们为食的捕食者以及上面的整个食物链来说也是如此。

我们的潜意识认为,我们是以某种方式与生态系统“分离”的,或者我们可以操纵它的起伏来适应我们的需求,这可能是我们最严重的错误。事实上,我们冒着极大的危险玩弄自然世界的机制。我们将和地球上其他任何大小生物一样,成为生态系统崩溃的受害者,就像飓风中的碎片一样无助。

我们需要谦卑地认识到,我们只是这个生态系统的一小部分,我们需要它远比需要我们。大自然正在朝我们发出足够多的警告——那些包含物候变化的警告只是更明显的一部分。

注意到这些警告后,我们现在必须做出反应。只有这样,我们才能拥抱科学,以开明的方式行事,或许还能谋划出我们的自我救赎办法。

[1] https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-global-temperature

[2] https://www.natureworldnews.com/articles/52854/20220831/dying-bumblebees-increase-early-spring-forces-shortened-hibernation-35-days.htm

[3] https://www.unep.org/news-and-stories/story/climate-change-hits-natures-delicate-interdependencies

[4] https://ourworldindata.org/pollinator-dependence

[5] https://www.worldwildlife.org/threats/overfishing

[6] https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/38062/Frontiers_2022CH3.pdf

[7] https://www.un.org/en/global-issues/population#:~:text=The%20world%20population%20is%20projected,surrounding%20these%20latest%20population%20projections.

[8] https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/38062/Frontiers_2022CH3.pdf

[9] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.12135

[10] https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/38062/Frontiers_2022CH3.pdf

[11] https://frv.com/en/