气候变化对物种和生态系统已经造成了不可忽视的影响。物种的地理分布越来越向两极方向移动，灾难性的森林火灾越加频繁，珊瑚礁大规模白化……这些都是气候变化留下的痕迹。那么在未来，世界的生物多样性又会如何变化？一些预测表明，除非温室气体排放量迅速降低，否则气候危机将急速加剧。在温室气体排放量最高的最坏情况下，到2100年，多达50%的物种或许将失去大部分适宜的气候条件。
但对一些更基本的问题，我们仍然没有答案。比如，物种何时会暴露在可能具有危险性的气候条件下？这种情况会在下一个十年里就发生，还是在本世纪晚些时候？这些物种是一个一个地逐渐暴露在危险的气候条件下吗？又或者，随着多个物种的气候极限被超越，某种“断崖式”的突然变化会出现？
我们对气候因素造成的生物多样性破坏在何时发生，以及如何突然地发生都知之甚少，这是因为生物多样性的预测通常侧重于对未来某个时间点的预测，比如预测2100年某一些物种的地理分布变化。但这种方法无法捕捉生物多样性随时间变化的节奏、时间点或者可能的同步规律。
近日，一组国际科学家选择了另一条路。他们通过气候变化模型预测的温度，研究某一地区的物种何时会暴露在之前从未遇到过的高温中，以此估计气候变化对生物的影响的时间和同步性。据预测估计，气候变化有可能导致生物多样性的突然丧失。这种情况可能在本世纪内就会发生，且比预期的要快。这项新的分析表明，在地方生态系统中，很大一部分物种可能在同时面临潜在的危险气候条件。
为了完成预测，研究人员编绘了超过30000个物种的地理范围地图。这些物种涵盖了鸟类、哺乳动物、爬行动物、两栖动物、鱼类、海洋无脊椎动物、珊瑚和海草。同时，他们使用了历史温度模型来寻找每个物种承受过的极限。研究人员将地球划分成100平方千米大小的一块块网格单元。
他们利用温度模型找到了每个物种在1850年到2005年之间，在其栖息范围内所经历的最高年均温度，然后利用气候信息，确定了未来每个物种在较长的一段时间内，在其范围内遭遇的比历史温度更高的情况，这被称为“物种暴露”。
研究人员发现，最大程度的物种暴露可能发生在赤道附近的低纬度地区。无论是陆地还是海洋，在同一片区域（网格单元）里，物种之间的暴露时间非常同步，在同一个单元里的大多数物种会在同一个十年内暴露在未曾经历过的高温下，换句话说，“断崖式”的曲线可能出现。而如果这种暴露的后果是局部灭绝，那么接下来的情况会更加糟糕。
一旦温度上升到一个物种从未经历过的水平，它们是否还有能力生存可能就要画上问号。或许有些物种能够适应，比如那些世代时间很短的物种。而对于那些世代时间较长的物种，包括大多数鸟类和哺乳动物，可能仅在几代之后就会出现前所未有的温度，这时，物种进化出应对这个问题的能力可能会受到限制。
参与这项研究的Trisos和Pigot在他们撰写的一篇介绍文章中提到，在热带海洋中，由于海洋热浪袭来，珊瑚大面积白化，生物多样性的突然丧失已经开始。气候变化导致海洋生态系统突然崩溃的风险，预计将在21世纪30年代和40年代进一步升级。在温室气体排放量较高的情况下，到了21世纪50年代，生物多样性突然丧失的风险有可能将蔓延到陆地，影响热带森林和更多温带生态系统。
这项研究提供了一种初步的方法，来预测物种在整个世纪中将在何时何地会面临危险的气候变化，这能够为那些最有可能遭受突然生态破坏的地区提供了一个早期预警系统。而接下来，还需要进一步的研究和监测来验证和完善这些预测。例如，在这项研究中，研究人员利用的是超出历史上曾经历的高温来定义物种暴露，但严格来说，我们并不知道当物种真正面临那种温度的时候会发生什么，一些物种或许有能力在一定程度上忍受更高的温度。
但研究人员同时强调，控制温室气体排放，进而控制全球变暖的速度，无疑能减少高风险的物种数量，为物种和生态系统适应不断变化的气候争取更多时间。物种会有更多时间寻找新的栖息地、改变自身行为，或者借助人为主导的保护工作，来获得更大的生存几率。