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研究人员为评估两栖动物对气候变化的适应力，研究其对极端高温的脆弱性，发现全球变暖影响大，需保护微栖息地。
在地球的生态系统中，两栖动物是一群独特而重要的生物。它们穿梭于水陆之间，在生态平衡中扮演着关键角色。然而，如今全球气候变暖的阴影正逐渐笼罩着它们，威胁着这一物种的生存。目前，两栖动物是最受威胁的脊椎动物之一，可人们对它们在不断上升的气温下的适应能力却知之甚少。关于两栖动物热耐受性的研究存在着地域和分类学上的偏差，这使得全球气候脆弱性评估的准确性大打折扣。而且，现有的关于两栖动物热耐受性极限的数据集十分有限，仅涵盖了 7.5% 的已知物种，且主要集中在温带地区，这对于物种丰富的热带地区来说，无疑是一个巨大的知识缺口。在这样的背景下，来自澳大利亚新南威尔士大学、墨尔本大学、澳大利亚国立大学等多个研究机构的研究人员，开展了一项关于两栖动物对全球变暖脆弱性的研究。该研究成果发表在《Nature》杂志上，为我们深入了解两栖动物在气候变化中的命运提供了重要依据。
为了探究这一复杂的问题，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，他们采用了基于系统发育生态位聚类的贝叶斯数据插补（BACE）方法，预测了 5203 种两栖动物的标准化热极限，以此来解决数据在地理和分类学上的偏差问题。其次，利用 NicheMapR 软件包，结合来自国家环境预测中心（NCEP）的宏观气候数据和 TerraClimate 的未来气候预测数据，构建生物物理模型，从而估算两栖动物在不同微栖息地的微环境温度和每小时的 operative body temperatures（生物体在特定微环境中达到的稳态体温，可因辐射和蒸发等热交换过程与环境空气温度不同）。最后，通过拟合个体元分析模型等统计方法，来评估两栖动物对全球变暖的脆弱性。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 热极限与环境暴露：研究人员利用数据插补方法预测了大量两栖动物的热极限，经交叉验证证实该方法准确且偏差小。同时，将预测的热极限与生物物理模型估算的每日最高 operative body temperatures 相结合，评估了两栖动物在陆地、水生和树栖微栖息地对极端高温事件的敏感性。
- 对历史和未来高温的脆弱性：通过计算热安全边际（TSM，即热耐受极限（CTmax）与 2006 - 2015 年最暖季度每日最高体温的加权平均差值）发现，所有微栖息地的 TSM 均随纬度降低而下降，且气候变暖会显著降低 TSM。此外，研究还计算了过温风险（operative body temperatures 超过CTmax的概率）和过温事件发生天数。结果显示，当前气候下过温风险较低，但在 4°C 升温情景下，大量物种将面临过温风险，且物种过温的天数会显著增加。
- 全球变暖的影响日益加剧：研究表明，已有上百种两栖动物可能在热避难所中经历数分钟或数小时内就会致死的高温，若全球升温 4°C，受影响的物种数量将大幅增加，是当前的四到五倍。这表明全球变暖对两栖动物的影响正在迅速加剧，且生理可塑性不足以缓冲快速升温带来的影响。
- 极端高温事件导致脆弱性：研究发现两栖动物的脆弱性存在很大的空间异质性。热带地区的大部分脆弱物种集中在南美洲和澳大利亚，且热带物种在南半球经历的过温事件更多，而非热带物种在北半球更易受影响。此外，研究还质疑了 TSM 等气候脆弱性指标在检测对热极端事件最脆弱物种时的可靠性，强调评估变温动物对全球变暖的脆弱性时，需考虑自然气候变异性和极端每小时温度。
- 热避难所的重要但有限的作用：虽然热避难所对缓冲变暖对两栖动物的影响至关重要，如大多数两栖动物在完全遮荫下不会经历过温事件，水体也能帮助它们维持体温，但对于部分物种而言，热避难所的保护作用有限，如 7.5% 的物种在植被覆盖的全遮荫陆地条件下仍无法得到充分保护。
- 变暖影响可能超出预期：研究人员指出，该研究的预测可能保守估计了两栖动物对全球变暖的适应力。一方面，栖息地退化可能导致两栖动物无法获取凉爽的微栖息地，从而面临更高的体温和干燥胁迫；另一方面，在达到热耐受极限之前，两栖动物可能已受到热应激的有害影响，如活动窗口改变、物候变化、繁殖适应性降低等。
综合来看，这项研究揭示了全球变暖对两栖动物的严重威胁，强调了将全球气温上升限制在 2°C 以下以减少两栖动物过温风险的重要性。同时，研究还指出保护茂密的植被覆盖和水体等微栖息地的关键意义，这些微栖息地能为两栖动物和其他变温动物提供更凉爽、稳定的温度条件，有助于它们向更适宜的微栖息地扩散。建立保护区和开展栖息地恢复行动，对保护两栖动物及其支持的生态系统至关重要。该研究为我们应对气候变化对两栖动物的影响提供了重要的理论依据和实践指导，也为后续相关研究指明了方向。
