近日，我校刘俊国教授团队联合南方科技大学、英国利兹大学、荷兰莱顿大学及荷兰环境评估署，在《自然·气候变化》（Nature Climate Change）上发表题为“气候变暖引发热冲击并加速淡水栖息地破碎化（Climate warming drives thermal shocks and accelerated freshwater habitat fragmentation）”的研究论文。研究团队利用全球逐周河流水温数据，系统评估了9,809种河流鱼类对短期与长期极端高温的暴露脆弱性。研究发现，渐进式气候变暖可触发突发性热暴露事件，并通过在河网中形成“热屏障”加速淡水栖息地破碎化，为识别局地物种灭绝风险及制定精准保护策略提供了新视角。

淡水鱼作为变温动物，其生理活动直接受水温调控；河流呈树枝状网络结构，鱼类迁移与扩散通常仅能沿河道进行。河网水温具有高度空间异质性，且当不同河段升温速率不一致时，原本连续的栖息地可能被高温河段切割为孤立斑块，从而制约鱼类扩散、觅食、繁殖及逃离热胁迫的能力。该研究将连续至少3周超过物种特定温度阈值的事件定义为短期极端热暴露，若此类事件连续出现至少5年，则定义为长期极端热暴露。区别于以往基于未来某一时点的静态风险评估，本研究聚焦热暴露累积幅度、突发程度及其发生时间，揭示了气候变化对淡水鱼类威胁的动态特征。

本研究结合鱼类分布范围和全球河网，基于1976—2099年河流水温历史与模拟数据，以1976—2005年历史时期内各物种分布范围内年最高周均水温均值的第97.5百分位数，定义各物种的温度阈值。结果显示，在高排放情景（RCP8.5）下，到2100年前约63%的全球鱼类群落将至少有一个物种经历持续5年以上、超过其温度阈值的极端高温；中等排放（RCP4.5）和低排放（RCP2.6）情景下，相应比例分别为38%和25%。热带地区面临更高的长期热暴露累积幅度，而非热带地区则更容易遭遇强度更高的短期极端热事件。更值得关注的是，热暴露并非随气温平稳上升而渐进增加：在RCP8.5情景下，群落热暴露的平均突发性高达64%，意味着最终暴露于长期热胁迫的物种中，近三分之二将在热暴露最严重的十年内集中出现。

图1 不同情景下全球淡水鱼群落极端热事件暴露幅度与强度的空间格局（2099年）

为刻画河流水温异质性与不均匀升温在河网中引发的连通性风险，本研究提出了“热破碎化暴露”（thermal fragmentation exposure, TFE）概念，整合水温变化、河网结构与物种特定温度阈值，量化高温河段作为热屏障阻碍鱼类在适温栖息地之间迁移的程度。在高排放情景下，气候变化导致TFE增幅超过20%的高风险物种比例将从2020年代的7%升至2050年代的40%，并于2080年代达81%；约63%的物种至本世纪末将呈现TFE加速上升趋势。相较于高排放情景，低排放情景可使72%的物种进入高风险状态的时间平均推迟68年，显著延长保护与适应的时间窗口。研究进一步发现，在变暖早期，超过20%的物种其半数以上的TFE增幅来源于当前分布范围之外、但连接栖息地斑块的河段，表明保护规划不仅应关注现有栖息地，还需优先识别和管理维持未来热连通性的关键河段。该框架可作为早期预警与风险筛查工具，为流域及物种尺度的监测与淡水生物多样性保护提供科学依据。

图2 不同情景下淡水鱼类热破碎化暴露度变化（ΔTFE）的时间演变及高风险物种比例

该研究获得国家自然科学基金（42361144001）、利兹大学地理学院与water@leeds、111引智基地、国家外国专家项目、河南省外国科学家工作室及科研项目（254000510004）的资助。研究同时得到国际水文科学协会HELPING计划“流域渐进式生态修复”和“基于自然解决方案的接受与指南实施”工作组，以及联合国教科文组织“流域渐进式生态修复”教席的支持。

刘俊国教授为通讯作者，其博士生王泓（南方科技大学）为论文第一作者。论文共同作者还包括利兹大学Joseph Holden教授、Megan Klaar教授，南方科技大学陈鹏翰，以及莱顿大学与荷兰环境评估署Valerio Barbarossa教授。

文章访问链接：https://www.nature.com/articles/s41558-026-02731-9