作者：徐萌、唐銘徽、李朝

“一只蝴蝶在巴西扇動翅膀，能否在德克薩斯州引起一場龍卷風？” 

1972年冬天，美國氣象學家愛德華·羅倫茲（Edward Lorenz）進行了一次以此為題的演講，他用“蝴蝶效應”形容微小的變化可能導致系統(tǒng)后期的巨大影響，這也是這一概念首次進入公眾視野[1]。50多年過去，“蝴蝶效應”已成為家喻戶曉的詞匯。然而，在氣候領域，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”的翅膀

今年3月，耶魯大學領導的一項研究警告，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“天然庇護所”：山地的垂直氣候帶以及多樣化的微氣候條件，對歷史上長時期的氣候變化起到緩沖作用，地理隔離特性也讓它們遠離人類活動等干擾。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“庇護所”變成了陷阱，一步步將蝴蝶逼向生存極限。根據預測，到2070年，熱帶地區(qū)蝴蝶溫度生態(tài)位空間將減少高達64%，高山蝴蝶可能面臨“無路可退”的風險[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)間的長期契合，也被氣候危機撕開裂縫。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物（也稱變溫動物或冷血動物）。所謂“外溫”，指蝴蝶依賴外部的熱源來調節(jié)體溫。天氣寒冷時，你或許見到過蝴蝶在陽光下展開翅膀取暖，天氣太熱時，蝴蝶可能會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能。

一方面，在全球氣候變化的背景下，各地氣溫普遍出現升高趨勢，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，進而影響其覓食、繁殖等多種關鍵的生命活動。當過高的氣溫伴隨干燥，部分蝴蝶卵的孵化率下降，幼蟲死亡率也會增加[5]。而即使順利破繭化蝶，當氣溫超過耐受范圍時，蝴蝶也可能因熱應激和脫水而縮短壽命。

另一方面，氣溫的變化對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)布的一項研究發(fā)現，瑞典的褐蛺蝶在氣候變化的推動下向北遷移。然而，雖然褐蛺蝶在夏季生長季節(jié)表現出對北方環(huán)境的適應性，生長和繁殖速度加快，但北方冬季的極端寒潮會迅速讓這些優(yōu)勢消失殆盡，褐蛺蝶仍舊無法在當地維持穩(wěn)定的種群數量。

 巴布亞新幾內亞森林中的蝴蝶 ? 綠色和平/ Naomi Toyoda 

帝王蝶危機

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，已在2022年被國際自然保護聯盟(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，每年都有數百萬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。根據統(tǒng)計，在剛剛過去的冬季，回到加州的帝王蝶數量峰值僅有9119羽[8]。這種銳減與氣候變化帶來的多重壓力密切相關。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。當氣溫達到37.7攝氏度，這些蝴蝶就會開始苦苦掙扎，而38攝氏度的氣溫對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)猛烈的冬季風暴，也導致了水源減少、棲息地破壞。同時，升溫還使海岸霧氣和露水顯著減少，進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量下降、分布向北遷移，也加大了遷徙能量消耗和死亡風險[9]。

 加拿大北方森林中的帝王蝶 ? Dave Taylor / 綠色和平 

秋季從美國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著氣候變化的威脅。根據2024年的一項研究，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 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象的原因，推測受氣候變化影響，帝王蝶的生存范圍北擴，南遷至墨西哥原越冬地需要飛行更長的距離，消耗更多能量，導致原越冬地觀測到的帝王蝶大幅減少。此外，寄生蟲增加、食物資源與遷徙時節(jié)錯位等因素，也增加了它們遷徙的風險[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，塑造了帝王蝶對氣候壓力的不同反應。因此，要真正理解氣候變化對蝴蝶的長期影響，不僅要關注種群本身的特殊性和脆弱性，更需要關注地區(qū)復雜性，不能將單一地區(qū)的觀察結果推廣到整個種群。

為什么要關注蝴蝶？

關注氣候變化對蝴蝶的影響，不僅因為蝴蝶為世界增添了絢麗的色彩，更因為它們在生態(tài)系統(tǒng)和人類生活中承擔著多重角色。蝴蝶在采食花蜜時承擔了植物授粉的工作；同時，作為食物鏈的一環(huán)，蝴蝶的數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價值。幾個世紀以來，人類借助蝴蝶探索了導航、擬態(tài)、進化、遺傳學和生物多樣性保護等諸多領域。正因為人類對蝴蝶的研究歷史悠久、數據豐富，且這些動物對棲息地與氣候環(huán)境的變化非常敏感，蝴蝶被科學家們廣泛用作監(jiān)測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——它提醒我們應該更加深入地審視與應對氣候危機。

保護蝴蝶，我們要怎么做？

蝴蝶的生存危機已在全球各地催生了保護行動，包括棲息地恢復、重新引入與人工繁殖等。例如，2018年，生態(tài)學家在英國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年就已于當地滅絕的銀弄蝶。五年的跟蹤研究顯示，這些蝴蝶不僅成功繁殖，而且數量穩(wěn)步增加，為蝴蝶種群的重建和保護提供了寶貴的經驗[11]。

 斯洛伐克生態(tài)農場的蝴蝶 ? 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”）來調節(jié)體溫，在蝴蝶保護行動中，棲息地的多樣性十分重要，如同劍橋大學研究員布萊登所說：“我們需要讓景觀更加多樣化，以幫助保護許多蝴蝶物種”。例如，在地形單調的棲息地增設灌木籬墻、溝渠和小片林地，可以為蝴蝶提供所需的陰涼區(qū)域，支持其調節(jié)體溫，提高生存機會[12]。

除了科學家和保護機構，個人也能為守護氣候變化下的蝴蝶貢獻力量。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習與它們有關的知識，或是在路邊放過一只毛毛蟲，也是守護它們生命的方式。在應對氣候變化與生態(tài)的連鎖反應中，即便是細微的善意，也可能如同“蝴蝶效應”般，撬動一系列積極變化。

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://m.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