作者：徐萌、唐銘徽、李朝

“一只蝴蝶在巴西扇動(dòng)翅膀，能否在德克薩斯州引起一場(chǎng)龍卷風(fēng)？” 

1972年冬天，美國(guó)氣象學(xué)家愛德華·羅倫茲（Edward Lorenz）進(jìn)行了一次以此為題的演講，他用“蝴蝶效應(yīng)”形容微小的變化可能導(dǎo)致系統(tǒng)后期的巨大影響，這也是這一概念首次進(jìn)入公眾視野[1]。50多年過去，“蝴蝶效應(yīng)”已成為家喻戶曉的詞匯。然而，在氣候領(lǐng)域，我們還可以賦予它一種新的解讀——蝴蝶正在氣候變化的影響下掙扎求生。

蝴蝶：被氣候變化“牽動(dòng)”的翅膀

今年3月，耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究警告，氣候變化正威脅著全球各地的蝴蝶種群，尤其是棲息在熱帶和亞熱帶山區(qū)的物種。研究指出，全球約 2/3 的蝴蝶物種分布在這些地區(qū)，尤其是海拔高于2000米的山區(qū)[2]。過去，山區(qū)常被視為蝴蝶的“天然庇護(hù)所”：山地的垂直氣候帶以及多樣化的微氣候條件，對(duì)歷史上長(zhǎng)時(shí)期的氣候變化起到緩沖作用，地理隔離特性也讓它們遠(yuǎn)離人類活動(dòng)等干擾。然而，工業(yè)革命以來快速的氣候變化使山地生態(tài)系統(tǒng)及其周邊地區(qū)由“庇護(hù)所”變成了陷阱，一步步將蝴蝶逼向生存極限。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2070年，熱帶地區(qū)蝴蝶溫度生態(tài)位空間將減少高達(dá)64%，高山蝴蝶可能面臨“無路可退”的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

 蝴蝶全球物種豐富度，越紅則越豐富，越紫則越貧瘠  ? Map Of Life [4] 

在氣候變化的影響下，暴雨、干旱與風(fēng)暴等極端天氣頻頻來襲，沖擊著蝴蝶的發(fā)育、繁殖與遷徙，也破壞了蝴蝶的棲息地。蝴蝶的寄主植物日益減少，它們與季節(jié)間的長(zhǎng)期契合，也被氣候危機(jī)撕開裂縫。而蝴蝶之所以在氣候變化的多重影響下格外脆弱，很大程度上源于它們是一種外溫動(dòng)物（也稱變溫動(dòng)物或冷血?jiǎng)游铮?。所謂“外溫”，指蝴蝶依賴外部的熱源來調(diào)節(jié)體溫。天氣寒冷時(shí)，你或許見到過蝴蝶在陽(yáng)光下展開翅膀取暖，天氣太熱時(shí)，蝴蝶可能會(huì)找到遮蔭處合起翅膀休息，避免吸收過多的熱量。正因如此，蝴蝶對(duì)溫度的變化高度敏感。環(huán)境的冷熱起伏，不僅左右著蝴蝶的行為，也顯著影響蝴蝶的生理機(jī)能。

一方面，在全球氣候變化的背景下，各地氣溫普遍出現(xiàn)升高趨勢(shì)，即使是小幅度的氣溫升高，也可能打破蝴蝶與環(huán)境間的微妙平衡，使其新陳代謝率上升，進(jìn)而影響其覓食、繁殖等多種關(guān)鍵的生命活動(dòng)。當(dāng)過高的氣溫伴隨干燥，部分蝴蝶卵的孵化率下降，幼蟲死亡率也會(huì)增加[5]。而即使順利破繭化蝶，當(dāng)氣溫超過耐受范圍時(shí)，蝴蝶也可能因熱應(yīng)激和脫水而縮短壽命。

另一方面，氣溫的變化對(duì)蝴蝶的影響是全年性的[6]，冬季極端低溫同樣影響著蝴蝶的生存。2025年6月發(fā)布的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，瑞典的褐蛺蝶在氣候變化的推動(dòng)下向北遷移。然而，雖然褐蛺蝶在夏季生長(zhǎng)季節(jié)表現(xiàn)出對(duì)北方環(huán)境的適應(yīng)性，生長(zhǎng)和繁殖速度加快，但北方冬季的極端寒潮會(huì)迅速讓這些優(yōu)勢(shì)消失殆盡，褐蛺蝶仍舊無法在當(dāng)?shù)鼐S持穩(wěn)定的種群數(shù)量。

 巴布亞新幾內(nèi)亞森林中的蝴蝶 ? 綠色和平/ Naomi Toyoda 

帝王蝶危機(jī)

有一種蝴蝶叫帝王蝶（Danaus plexippus），它們以鮮艷的橙黑色翅膀和每年跨越美洲數(shù)千英里的年度遷徙而聞名。然而，在氣候變化的影響下，這種美麗的蝴蝶正面臨著巨大的生存危機(jī)，已在2022年被國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN) 列入瀕危物種紅色名錄[7]。

帝王蝶的西部種群（西部帝王蝶）春夏自加利福尼亞一路北飛至加拿大邊境，冬季再返回加州海岸越冬。曾經(jīng)，每年都有數(shù)百萬(wàn)只帝王蝶如期返回加州。但近幾十年來，這一盛景逐漸消失了。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在剛剛過去的冬季，回到加州的帝王蝶數(shù)量峰值僅有9119羽[8]。這種銳減與氣候變化帶來的多重壓力密切相關(guān)。首先，氣候變化帶來的極端高溫直接威脅著西部帝王蝶的生存。當(dāng)氣溫達(dá)到37.7攝氏度，這些蝴蝶就會(huì)開始苦苦掙扎，而38攝氏度的氣溫對(duì)它們而言就是致命的。加州持續(xù)加劇的干旱、山火與愈發(fā)猛烈的冬季風(fēng)暴，也導(dǎo)致了水源減少、棲息地破壞。同時(shí)，升溫還使海岸霧氣和露水顯著減少，進(jìn)一步影響了帝王蝶越冬的所需的水源。在遷徙過程中，帝王蝶幼蟲賴以生存的乳草數(shù)量下降、分布向北遷移，也加大了遷徙能量消耗和死亡風(fēng)險(xiǎn)[9]。

 加拿大北方森林中的帝王蝶 ? Dave Taylor / 綠色和平 

秋季從美國(guó)和加拿大北部遷徙到墨西哥中部高地越冬的東部帝王蝶同樣面對(duì)著氣候變化的威脅。根據(jù)2024年的一項(xiàng)研究，過去 17 年里，東部帝王蝶秋季遷徙期間的夜間群聚規(guī)模下降了多達(dá) 80%，其中南部遷徙路段的下降尤為顯著。這意味著隨著帝王蝶向南遷徙，其死亡率遞增，或在途中逐漸放棄了繼續(xù)向南。研究者分析了造成這一現(xiàn)象的原因，推測(cè)受氣候變化影響，帝王蝶的生存范圍北擴(kuò)，南遷至墨西哥原越冬地需要飛行更長(zhǎng)的距離，消耗更多能量，導(dǎo)致原越冬地觀測(cè)到的帝王蝶大幅減少。此外，寄生蟲增加、食物資源與遷徙時(shí)節(jié)錯(cuò)位等因素，也增加了它們遷徙的風(fēng)險(xiǎn)[10]。

然而，這些影響并非整齊劃一。不同的遷徙路線、地區(qū)植物資源和氣候模式，塑造了帝王蝶對(duì)氣候壓力的不同反應(yīng)。因此，要真正理解氣候變化對(duì)蝴蝶的長(zhǎng)期影響，不僅要關(guān)注種群本身的特殊性和脆弱性，更需要關(guān)注地區(qū)復(fù)雜性，不能將單一地區(qū)的觀察結(jié)果推廣到整個(gè)種群。

為什么要關(guān)注蝴蝶？

關(guān)注氣候變化對(duì)蝴蝶的影響，不僅因?yàn)楹麨槭澜缭鎏砹私k麗的色彩，更因?yàn)樗鼈冊(cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)和人類生活中承擔(dān)著多重角色。蝴蝶在采食花蜜時(shí)承擔(dān)了植物授粉的工作；同時(shí)，作為食物鏈的一環(huán)，蝴蝶的數(shù)量和健康狀況也能反映生態(tài)系統(tǒng)健康與否。

蝴蝶還具有重要的科學(xué)價(jià)值。幾個(gè)世紀(jì)以來，人類借助蝴蝶探索了導(dǎo)航、擬態(tài)、進(jìn)化、遺傳學(xué)和生物多樣性保護(hù)等諸多領(lǐng)域。正因?yàn)槿祟悓?duì)蝴蝶的研究歷史悠久、數(shù)據(jù)豐富，且這些動(dòng)物對(duì)棲息地與氣候環(huán)境的變化非常敏感，蝴蝶被科學(xué)家們廣泛用作監(jiān)測(cè)棲息地喪失和破碎化以及氣候變化的“指示物種”。因此，蝴蝶數(shù)量的減少不僅是美的喪失，更是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)出的警告——它提醒我們應(yīng)該更加深入地審視與應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)。

保護(hù)蝴蝶，我們要怎么做？

蝴蝶的生存危機(jī)已在全球各地催生了保護(hù)行動(dòng)，包括棲息地恢復(fù)、重新引入與人工繁殖等。例如，2018年，生態(tài)學(xué)家在英國(guó)北安普頓郡科伯附近的芬尼什德林地（Fineshade Wood）重新引入了128只早在1976年就已于當(dāng)?shù)販缃^的銀弄蝶。五年的跟蹤研究顯示，這些蝴蝶不僅成功繁殖，而且數(shù)量穩(wěn)步增加，為蝴蝶種群的重建和保護(hù)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)[11]。

 斯洛伐克生態(tài)農(nóng)場(chǎng)的蝴蝶 ? Richard Lutzbauer / 綠色和平

由于一些蝴蝶物種依賴棲息地中的某些溫度特定的局部區(qū)域（稱為“微氣候”）來調(diào)節(jié)體溫，在蝴蝶保護(hù)行動(dòng)中，棲息地的多樣性十分重要，如同劍橋大學(xué)研究員布萊登所說：“我們需要讓景觀更加多樣化，以幫助保護(hù)許多蝴蝶物種”。例如，在地形單調(diào)的棲息地增設(shè)灌木籬墻、溝渠和小片林地，可以為蝴蝶提供所需的陰涼區(qū)域，支持其調(diào)節(jié)體溫，提高生存機(jī)會(huì)[12]。

除了科學(xué)家和保護(hù)機(jī)構(gòu)，個(gè)人也能為守護(hù)氣候變化下的蝴蝶貢獻(xiàn)力量。如果家中有花園，可以種植蝴蝶喜愛的花卉，避免使用殺蟲劑或除草劑，營(yíng)造適宜的棲息環(huán)境。如果沒有花園，只是安靜欣賞翩飛的蝴蝶并學(xué)習(xí)與它們有關(guān)的知識(shí)，或是在路邊放過一只毛毛蟲，也是守護(hù)它們生命的方式。在應(yīng)對(duì)氣候變化與生態(tài)的連鎖反應(yīng)中，即便是細(xì)微的善意，也可能如同“蝴蝶效應(yīng)”般，撬動(dòng)一系列積極變化。

參考資料：

[1] Dizikes, 2011 on MIT Technology Review: 

https://www.technologyreview.com/2011/02/22/196987/when-the-butterfly-effect-took-flight/

[2] Pinkert, S., Farwig, N., Kawahara, A.Y. et al, Global hotspots of butterfly diversity are threatened in a warming world. Nat Ecol Evol 9, 789-800 (2025)

https://www.nature.com/articles/s41559-025-02664-0

[3] Pinkert, S., Farwig, N., Kawahara, A.Y. et al, Global hotspots of butterfly diversity are threatened in a warming world. Nat Ecol Evol 9, 789-800 (2025)

https://www.nature.com/articles/s41559-025-02664-0

[4] https://mol.org/dashboard/patterns?filters=butterflies%2Crichness%2Crarity%2Cglobal&layer=butterflies-global_species_richness-richness-mvt-global

[5] Klockmann, M., Fischer, K., Effects of temperature and drought on early life stages in three species of butterflies: Mortality of early life stages as a key determinant of vulnerability to climate change? Ecol Evol. 7(24): 10871-10879 (2017)

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29299265/

[6] Ittonen, M., Nielsen, M. E., Siemers, I., et al, Winters restrict a climate change-driven butterfly range expansion despite rapid evolution of seasonal timing traits, Proc Natl Acad Sci U.S.A. 122(26)e2418392122, (2025)

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2418392122

[7] http://www.dbgt.com.cn/newsDetail_forward_19124841

[8] https://www.xerces.org/press/western-monarch-butterfly-population-declines-to-near-record-low

[9] https://www.calparks.org/blog/new-analysis-impact-climate-change-western-monarch-butterfly

[10] Davis, A. K., Croy, J. R., Snyder, W.E., Dramatic recent declines in the size of monarch butterfly (Danaus plexippus) roosts during fall migration, Proc Natl Acad Sci U.S.A 121(43)e2410410121 (2024) 

[11] https://www.cam.ac.uk/stories/butterflies