在北极生活或繁殖的每一种动植物都在经历着巨大的变化。随着极地地区变暖，物种忍受极端天气，栖息地缩小和改变，食物供应减少，以及来自入侵的南方物种的竞争。

　　在其部分或全部生命周期中依赖海冰喂养或繁殖的大量北极生物受到海冰融化的威胁:在过去的40年里，北冰洋已经失去了近一半的海冰根据夏季融化期结束时的测量，约占其海冰体积的75%。这意味着海冰的范围和厚度平均减少一半。

　　研究人员指出，海洋和陆地的变化速度正在加快。虽然物种可以随着时间的推移而适应，但北极生态系统的变化太快，许多动物无法适应，因此很难猜测哪些物种会占上风，哪些物种会灭亡，以及何时灭亡e。

　　o研究人员表示，唯一能限制未来物种灭绝的方法是迅速停止燃烧化石燃料，这是气候变化的主要驱动因素。

　　海象这种群居的鳍足类动物在北极地区生活了几千年，它们成群地栖息在漂流的浮冰上，潜入水中以螃蟹、蛤蜊和其他海底美食为食。冰平台也可以作为安全的分娩和育婴场所。但随着遥远的北方迅速变暖，海冰消失，一些鹿群现在挤在拥挤的海岸线上，这对年轻的小牛造成了致命的后果:由于岸上发生的骚乱比海上多，小牛经常在惊慌失措的踩踏中被1吨以上的成年鹿群踩踏。

　　气候变化正在影响这片冰雪土地上的其他野生动物。挪威北极大学北极苔原气候生态观测站的生态学家Dorothee Ehrich说，在北极苔原上，旅鼠现在在雪下生活的八个月里，都在努力进食、筑巢和移动，因为它们承受着“天气的剧烈波动”，温度、雪和雨的波动越来越大。

　　随着气候变暖的加剧，动物们在迁徙，给北方带来了新的疾病。去年12月，有关官员报告说，H5N1禽流感感染并导致一只北极熊死亡，这是全球首例。自2021年以来，这种高度传染性的菌株在国际上传播，在物种之间跳跃，并已到达极地地区。这只是那里新病原体的一个例子，引起了严重的关注，因为孤立的北极物种对疾病几乎没有免疫力。

　　

　　海象的饮食很多样化，以几十种海洋生物为食，但海象更喜欢双壳类软体动物，它们会沿着浅海底潜水和觅食。图片?Steve Winter。

　　研究人员正在目睹北极陆地和海洋野生动物的行为和数量的巨大变化，这种变化与快速变暖和极端天气相吻合。“变化的速度真的很难理解，”美国国家公园管理局的生物学家凯尔·乔利说。无论是在北极还是在全球，2023年都是迄今为止人类历史上最热的一年。

　　北极气候和政策专家乔尔·克莱门特(Joel Clement)说，随着全球变暖对两极的影响被高度放大，“生态系统在每个营养水平上都在重新排列”。“北极正在我们眼前变成一个更温暖、更潮湿的生态状态。”随着冰川和海冰的消退，海岸线被淹没，永久冻土融化，栖息地正在受到侵蚀。常年结冰的海湾点缀着浮动的蓝色浮冰——或者已经变成了开阔的海洋。

　　天气和温度的剧烈变化在这些生态系统中引起反响，使它们更难找到食物，并增加了来自南方入侵的竞争对手的压力。从为整个北极食物网提供燃料的微小浮游生物和甲壳类动物，到该地区标志性的白鲸和北极熊，再到在北极繁殖的200多种候鸟，没有一种植物或动物能幸免。

　　一个令人不安的问题出现了:这些动物能否进化得足够快，以适应克莱门特所说的“新的生存地理”?

　　

　　即使在高纬度的北极，这里的华氏83度

　　理查德·道金斯在斯瓦尔巴东北平行的地方，终年的冰在夏天开始融化。海冰的减少正威胁着许多物种，包括海象(

　　Odobenus rosmarus)和北极熊(

　　北极熊)． 图片由Sharon Guynup提供。

　　

　　迅速变暖的北极正在剥夺北极熊作为捕猎平台和长途旅行的海冰。这些海洋哺乳动物越来越多地被迫在陆地上捕猎。图片?Steve Winter。

　　大量北极生物在其部分或全部生命周期中依赖海冰:在水下游泳或躲避;依附在浮冰下面或从上面狩猎的;依偎在冰缝里;用它作为床、育婴室、喂食地或从一个地方到另一个地方旅行的工具。

　　极地冰绵延数千英里，触及八个国家的海岸，随着每年连续的白昼和长达数月的黑夜的循环而扩大和缩小。但在过去的40年里，根据夏季融化季节结束时的测量，北冰洋已经失去了大约75%的海冰体积。这意味着海冰面积和厚度平均减少一半，这是地球上气候变化最明显的证据。

　　栖息地的缩小只是威胁野生动物的众多问题之一。支持环极生物多样性监测项目的生态学家克努德·福尔克说，海冰是“北极的生命机器……一个非常多产的食物工厂”。

　　冰的边缘就像北极的珊瑚礁，是动物来觅食和繁殖的地方。在每年的极夜结束时，随着冰的自然融化，藻类在其边缘大量繁殖，随后浮游植物在夏季的阳光下茁壮成长。这反过来又吸引了浮游动物——主要是被称为桡足类的微小甲壳类动物——它们为弓头鲸、海鸟和小鱼提供食物。接下来是极地鳕鱼、其他大型鱼类、海鸟、白鲸和四种“冰海豹”。

　　

　　大约有200种鸟类在北极繁殖，其中大多数是候鸟。许多国家受到气候变化的威胁。图片?Steve Winter。

　　在一项长达数十年的研究中，研究人员发现了143种以浮游植物为食的北极物种。很多时候，它们的迁徙或繁殖与冰相关的有机繁殖同时发生。但随着冰层的消失，食物的位置和数量也在发生变化。

　　雪花白色的海鸥全年都需要海冰，有时甚至在冰山上筑巢。在变暖的北极，它们的数量正在锐减。自20世纪80年代以来，加拿大北部约有70%的大熊猫消失了。福尔克指出，这些海鸟在没有海冰的北极地区将如何生存是值得怀疑的，根据《自然通讯》杂志最近的一项研究，这种情况最早可能在2030-2050年发生。

　　作为气候变化的典型代表，北极熊正在寻找越来越少、越来越孤立的冰面平台来捕猎。随着它们最喜欢的猎物——濒临灭绝的环斑海豹越来越稀少，北极熊越来越多地在陆地上捕猎，这对地面筑巢的鸟类构成了新的威胁。美国自然历史博物馆(American Museum of Natural History)的生态学家罗伯特·洛克威尔(Robert Rockwell)在北极熊栖息地的南部边缘哈德逊湾低地观察到，这些熊现在以海鸟的栖息地为目标，破坏象牙鸥、雪雁和其他物种的巢穴。据他统计，一只熊在三天内吃掉了270个鸭蛋。

　　对鸟类数量的最终影响还有待观察。

　　

　　旅鼠是北极生态系统的支柱:它们的数量是1

　　与许多鸟类和哺乳动物的成功繁殖有关。图片由Dorothee Ehrich提供。

　　气候变化的标志——不断上升的、起伏不定的温度和更多的极端天气事件——现在在北方已经司空见惯。凯尔·乔利举了一个例子:在2022年11月对阿拉斯加北部驼鹿的调查中，他的同事记录了42华氏度(5.6摄氏度)的温度。他说:“十年前我做同样的调查时，气温是-38华氏度(-39摄氏度)。”

　　生态学家福尔克说，适应寒冷的哺乳动物、鸟类和植被都受到这些剧烈波动的威胁，他补充说，“这些极端情况将给物种如何应对未来留下最大的印记。”

　　曾经松软的北极雪现在在更常见的冬季热浪和暴雨中冻结得像石头一样坚硬。在这样的条件下，极地景观变成了一个冰监狱，使其难以移动或寻找食物。北极食草动物赖以生存的植物被困在冰层下，使田鼠、雷鸟、松鸡和旅鼠等躲在积雪中的动物无法进入。

　　旅鼠的损失影响了整个系统。由于无法广泛挖掘隧道，它们被困在小范围内，耗尽了食物供应。由于身体虚弱，它们努力筑巢和生育后代。生态学家Ehrich说，虽然种群数量通常在三到四年的周期内达到峰值和暴跌，但人们担心气候压力可能会使繁盛年份变得不那么频繁。

　　这不仅仅是旅鼠的坏消息。它们的消失会在生态系统中产生涟漪。这些啮齿动物是北极狐、海鸥、黄鼠狼和许多食肉动物的首选猎物。Ehrich指出，当旅鼠数量减少时，它们都会养更少的幼崽。雪鸮受到的打击尤其严重。

　　

　　北极狐(

　　Vulpes lagopus)面临气候变化的威胁和来自红狐的新竞争(

　　Vulpes vulpes)，随着地球变暖，它们正在向北移动。图片由Dorothee Ehrich提供。

　　

　　麝牛(

　　Ovibos生于随着气候变化的恶化，几十年来一直受到影响。图片由Peter Pearsall/USFWS通过Flickr(公共领域)提供。

　　极端的冬季天气也对麝香造成了伤害。由于温暖的大气中有更多的水分，100年和500年的暴雨和暴风雪现在在遥远的北方很常见。有蹄类动物尤其危险:北极有蹄类动物在寒冷的冬天通过在软雪中挖掘来觅食地衣和草——在一场大暴雪或雨雪冰冻事件之后很难做到这一点。

　　2003年，在一次短暂但严重的冬季雨雪事件之后，研究人员在加拿大北极高地的班克斯岛上发现了一个巨大的麝牛墓地;2万只巨型哺乳动物，无法在冰下的草地上觅食，饿死了。那年春天很少有幸存的雌鲸产崽。

　　但随着气候变化的恶化，麝香已经受到了几十年的影响。1994年至1997年间，努纳武特巴瑟斯特岛连续三个冬天出现创纪录的降雪，至少80%的麝香死亡。

　　异常深的、晚融化的雪也会延迟和破坏许多鸟类的筑巢，威胁到那个季节孵化的幼鸟的生存。倾盆大雨也会危及雏鸟。2023年，福尔克在格陵兰岛安装了一台摄像机，监视一个有四只游隼幼雏的巢穴。其中一人死于一场倾盆大雨。福尔克补充说，气温飙升还会引发黑蝇的大规模侵扰，从而对雏鸟造成伤害。

　　他说:“有统计证据支持，恶劣天气和低生育率之间存在显著关系。”“这些不是一次性事件。”

　　有些动物无法承受越来越高的温度。例如，厚嘴鸟的吸热黑色羽毛帮助它们在北极的寒冷中生存，现在可以在阳光下烹饪:当水银达到24°C(75°F)时，它们的体温会飙升至46°C(115°F)。2014年至2016年，东北太平洋经历了有记录以来最强烈的海洋热浪，成千上万的死亡和垂死的海豚被冲上阿拉斯加湾的海岸，并向南到达加州。据估计，可能有一百万人在海上遇难，他们因高温而身体虚弱，在食物供应减少的情况下挨饿。

　　

　　这个游隼家族(Falco peregrinus)

　　在格陵兰岛被监控，在一场极端暴雨后失去了一只小鸡。北极地区日益加剧、数量越来越多的极端天气事件正使野生动物面临更大的风险。图片由Knud Falk提供。

　　

　　克努德·福尔克和一组研究人员释放了一只带标签的厚嘴鼠(

　　乌里亚lomvia)． 研究人员越来越多地

　　担心北极物种无法跟上整个地区快速变化的气候。北极的变暖速度是全球平均速度的两倍、三倍甚至近四倍。图片由Knud Falk提供。

　　每一个生态系统都形成了一个复杂的生命组织，经过数千年的进化。在恶劣的极地环境中，一些主食驱动着这个系统，包括北极浮游生物和浮游动物(桡足类)，它们围绕在近岸冰层周围，甚至为最大的居民——滤食性弓头鲸提供食物。

　　这些微小的物种(福尔克把它们比作“快餐”)提供富含油脂、高热量的食物，并提供足够的能量来抵御寒冷。在变暖的北大西洋(2023年创下了创纪录的高温)，本地浮游植物和桡足类物种正在减少。它们正慢慢地被体型更小、营养更少的南方物种所取代，这些物种正将它们的活动范围向北转移。

　　克莱门特强调了北极浮游生物物种变得越来越少的潜在连锁反应:“底层营养或能量能力的变化会对整个食物网产生连锁反应，”他说。

　　鸽子(又名小海雀)是一种主要以浮游动物甲壳类动物为食的海鸟，是北极生态系统的重要物种。这些黑白相间的知更鸟大小的鸟是遥远北方的农民。从它们巨大的山坡上筑巢的鸟粪和蛋壳为下面土地上的植被施肥。这些植物为鸟类、旅鼠、野兔和驯鹿等动物提供食物。顶级捕食者——北极狐、土隼和北极熊——然后捕食筑巢者、食草动物和鸟类，包括鸽子。

　　

　　鸽子(

　　阿莱阿莱)是北极生态系统的关键:它给土地施肥，也是许多其他物种的食物来源。它的衰落波及整个植物界和食物链。图片由Knud Falk提供。

　　但在鸽子的活动范围内，新型激光技术显示，桡足类动物的种群正在从热量丰富的北极物种转向营养较少的大西洋物种。由于食物来源的减少和变化，福尔克指出，鸽子父母现在必须飞得更远，潜得更深，或者带回更多的食物来喂养它们的孩子。雏鸟通常体重较轻，威胁到它们在接下来的冬天的生存。如果这种趋势长期持续下去，后果可能会波及整个冻土带。

　　许多动物，包括黑海鸠和格陵兰海豹，也被迫花费更多的能量来进食和抚养后代。

　　极地鳕鱼是食物链中的另一个关键环节。这些富含油脂的远洋鱼类在零度以下的温度下茁壮成长，在冰下产卵，生长速度极快，养活了大量的动物。它们正在被向北扩张的更大的大西洋鳕鱼所取代，这些鳕鱼和南方桡足类一样，不像北极物种那样富含卡路里。

　　挪威北极大学(Arctic University of Norway)北极与海洋生物学教授罗尔夫·安克尔·伊姆斯(Rolf Anker Ims)说，在营养方面，情况并非完全相同。“与冰有关的物种是更好的食物。”

　　

　　有胡须的海豹(

　　Erignathus barbatus)停在浮冰上。动物利用浮冰作为捕猎平台和移动地面

　　但随着北极变暖，浮冰越来越少、越来越小、越来越分散。图片由Knud Falk提供。

　　

　　岩雷鸟(

　　Lagopus问好)，在北极的灌木丛中。随着气温上升，生长季节变长，苔原开始变绿。灌木和小树挤掉了地衣和苔藓

　　重要的冬季食物。图片由Knud Falk提供。

　　浮游动物和大西洋鳕鱼的迁移只是一个更大现象的一部分。亚北极和北极生态系统之间的边界每年都在重新调整，这促使来自南方的入侵者涌入海洋和陆地。

　　新来者，如赤狐、驼鹿、雪鞋兔和其他机会主义的北方哺乳动物，正开始超越或排挤长期居民。向北移动的灰熊正在捕食居住在北极的麝香。入侵的北美海狸在阿拉斯加西部建造了大约12000个池塘，改变了水的可用性，融化了永久冻土。南方海鸟越来越多地出现，包括在白令海和楚科奇海上空翱翔的信天翁，它们与长期在那里筑巢的留鸟和候鸟争夺食物。

　　植物的生命在变化，也在移动。“苔原比30年前更绿了，”艾姆斯说。向高纬度移动的灌木和树木正在排挤为许多物种提供冬季食物的苔藓和地衣。

　　

　　2023年7月至9月地表温度与1991年至2020年平均温度的对比图。一些地区的气温高于平均水平7.2华氏度或更高(最深的红色)。右图显示了1940年至2023年每年的夏季气温(7月至9月)，显示了近几十年来的快速变暖。图片来源:NOAA, Climate.gov, ba

　　基于siri Bigalke的ERA5数据。

　　即使是最大的海洋哺乳动物也受到入侵者的威胁。冰封地区曾经是弓头鲸、白鲸和独角鲸(海洋中的独角兽)的避风港，保护它们免受虎鲸的侵害，虎鲸现在进入无冰的北极水域。克莱门特说:“它们没有防御成群猎食的逆戟鲸的能力。”“这将改变海洋环境中的许多捕食者-猎物关系。”甚至有人猜测逆戟鲸可能会取代北极熊成为该地区的顶级捕食者。

　　一些常住物种通过迁徙来应对气候变化，比如雪鸮，它们在西伯利亚更北的地方筑巢。北极200种繁殖鸟类中的绝大多数都是候鸟，它们来自世界各地;他们也在改变自己的习惯。一个戏剧性的例子是像麻雀一样的拉普兰长刺。早在2017年，研究人员就发现这些鸟在以前的东格陵兰山脉以北640多公里(400英里)处筑巢。

　　然而，“它们能走多远是有限的，”福尔克说，这就造成了“北极挤压”，动物们没有空间了。“地球上最冷地区的栖息地是有限的，而且还在继续缩小，”他说，这可能会加剧北极地区的竞争，因为动物们在你争我抢的游戏中争夺生存的位置。

　　

　　生物学家观察到北美驯鹿迁徙的时间发生了巨大的变化。

　　学家)在阿拉斯加北部。图片由JLS摄影提供

　　-阿拉斯加通过Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)。

　　对于北极动物来说，季节信号对生存至关重要，它指示着何时迁徙、交配，以及在哪里狩猎和觅食。但实地研究人员越来越多地记录了极地变化，这些变化使动物的生活事件在几天、几周或几个月内发生变化。

　　生物学家凯尔·乔利观察到阿拉斯加北部驯鹿迁徙的时间发生了巨大变化。自2009年以来，他一直在追踪它们，当它们在Kobuk河上游泳时，他从船上捕捉它们，并给它们安装GPS项圈。起初，他和他的美国国家公园管理局的同事们在9月初把这些动物圈起来。仅仅十年后，这些动物直到11月初才开始穿越，整整两个月后。

　　在许多情况下，这样的变化会导致物种和食物供应之间的差距越来越大——这种时间上的不匹配可能是致命的。

　　但气候变化并不是人类对北极造成的唯一破坏。世界之巅是可能破坏生态系统的工业扩张的热点，包括石油和天然气勘探、海洋采矿、商业捕鱼，以及跨北极航运和蓬勃发展的旅游业。

　　极地地区也是来自发达国家的化学物质和重金属的储存库，它们乘着风和洋流污染极地:微塑料、杀虫剂、“永远的化学物质”、PFAS、多氯联苯、汞和其他持久性有毒物质。许多污染物对健康有严重影响，破坏大脑功能，导致癌症，干扰生殖。

　　从长远来看，一些北极物种会比其他物种更成功。罗尔夫·伊姆斯指出，生态系统洗牌中的“赢家”很可能是多面手物种，它们能够适应更广泛的气候环境，在新地区定居，或适应新环境。

　　但是，随着气候变化和其他环境问题的升级，即使是那些目前在快速重组的地区取得成功的动物，也存在巨大的不确定性。虽然许多鸟类可以飞到其他地方，但许多物种不能移动。克莱门特说:“我们已经看到饥饿或疾病导致大量死亡。”

　　

　　北极熊不是零只受到气候变化的威胁。他们还面临着石油勘探、新到北极的疾病以及从工业化世界的风和洋流带到该地区的有毒化学物质的威胁。图片?Steve Winter。

　　

　　在过去的40年里，迅速变暖的北极已经失去了近四分之三的海冰体积(每年9月夏季融化期结束时估计)，改变和侵蚀了栖息地。图片?Steve Winter。

　　

　　鸟儿在北极露出地面的岩石上休息。随着食物网的改变，许多鸟类的生存面临着挑战。图片由Sharon Guynup提供。

　　

　　这里是巴伦支海斯瓦尔巴群岛东部的海象，它们可以栖息和捕猎的冰面比过去少了。随着气候变暖的加剧，预计会有更多的海冰消失。图片?Steve Winter。

　　

　　几十年来，北极熊一直是气候变化的典型代表，被许多非政府组织用作全球变暖的象征。他们公司继续受到气候变化的威胁。图片?Steve Winter。

　　

　　

　　

　　

　　

　　关于北极熊将如何适应在陆地上生活更长的时间，以及与不断迁徙的灰熊更激烈的竞争，还有一些悬而未决的问题。那些不能或不会移动的物种呢，比如海冰连接的独角鲸、白鲸和象牙海鸥，以及海底生物或厚嘴海鸠，它们忠于它们的繁殖地。

　　没有人知道威胁会是什么样子，但克莱门特说，一个关键的结论是，变化的速度正在加快。“随着时间的推移，物种可以适应，但它们没有时间，生态系统真的很复杂。我不清楚哪个物种会在哪里占上风。”

　　福尔克担心“我们正在失去整个系统，整个动植物群落……它们将被其他东西所取代。”预测未来30年、40年、50年是不可能的，但这真的、真的很可怕，”他说。

　　克莱门特的最终信息是:“我们必须尽快停止燃烧化石燃料，这是气候变化的罪魁祸首。”但世界并没有取得这样的进展:根据非营利组织全球碳项目(global carbon Project)的数据，2023年，全球石油、天然气和煤炭的碳排放量增长了1%，创下历史新高。

　　“我们现在所做的一切都是为了减少未来的痛苦，”克莱门特说。

　　横幅图片:巴伦支海斯瓦尔巴群岛以东的海象。一只海象可以活到40岁左右，这意味着2024年出生的海象可能会经历北极生态系统前所未有的转变，这对它们的生存构成了挑战。在未来几十年里，迅速、大幅减少碳排放可能会抑制变化，并有助于保护野生动物。图片由Sharon Guynup提供。

　　一位北美驯鹿猎人和研究人员揭示了气候变化对北极狩猎的影响

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