山區(qū)大約占所有陸地棲息物種的三分之一，為近一半的人提供水1。山地環(huán)境的生態(tài)受到氣候2-4的強烈影響。例如，由于高度隨著海拔的升高而下降，具有更高耐寒性的生物在較高海拔處受到青睞。因此，當一個山從溫暖的低地向上移動到寒冷的高地時，存在物種的快速變化。而且由于很少有生物可以承受最極端的條件，山頂物種的總數(shù)往往較低。

氣候變化正在清理這個難題的碎片5，6，和生態(tài)學家都在努力預測將出現(xiàn)的畫面7，8。不確定性的一個主要來源是人類土地利用(農(nóng)業(yè)和伐木等活動)的影響可能與氣候因素相互作用以決定物種分布和生物地球化學過程的運作的程度。在自然中寫作，彼得斯等人。9報告了他們對乞力馬扎羅山令人驚訝的綜合生態(tài)數(shù)據(jù)集的分析，該數(shù)據(jù)顯示溫度和降雨調(diào)節(jié)了人類土地利用對生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的影響。

同一研究小組之前的一項研究10顯示，隨著乞力馬扎羅山海拔的增加，植物和動物物種的數(shù)量幾乎呈線性下降，這表明溫度是物種豐富度的主要決定因素。彼得斯等人。擴大了早期評估的范圍和規(guī)模。他們的新研究報告了50名研究人員在海拔866至4,550米的60個地點收集了6年以上的數(shù)據(jù)。這些遺址代表了自然棲息地，如低地熱帶稀樹草原和高山荒地，以及受人類活動嚴重影響的棲息地，包括農(nóng)田和伐木林。作者注意到每個研究地點的植物，動物和土壤棲息細菌的種類數(shù)量。他們還記錄了30種不同生態(tài)系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)，這些功能是與通過系統(tǒng)傳遞能量和物質(zhì)有關(guān)的過程(例如，植物生長，有機物分解和溫室氣體排放的速率)。

為了將人類影響轉(zhuǎn)化為通用貨幣以用于統(tǒng)計分析，Peters等人。設(shè)計了一個土地利用強度的量化指標，其中綜合了幾種類型的人為干擾信息。為了評估氣候，他們監(jiān)測了每個地點的年平均溫度和降雨量。研究大規(guī)模生態(tài)現(xiàn)象的研究人員經(jīng)常被迫收集以前公布的來自不同來源的數(shù)據(jù)，并將這些信息拼接在一起進行分析，這可能會引入偏見和人工制品。通過使用標準化方法在許多地方測量廣泛的屬性，彼得斯及其同事能夠繪制迄今為止任何山峰所實現(xiàn)的最詳細的生態(tài)肖像之一。

彼得斯等人。報告指出，氣候和人類土地利用的綜合影響對植物和動物都是一致的。在高海拔地區(qū)，自然和人類改變的棲息地之間的物種豐富度幾乎沒有差異，但是在人類活動改變的低海拔棲息地中物種豐富度降低了。這些趨勢最好用統(tǒng)計模型描述，包括氣候和土地利用強度之間的相互作用 - 換句話說，土地利用的影響取決于氣候，這兩個因素的相互作用對于解釋數(shù)據(jù)中觀察到的模式是必要的。 。

與氣候和人類活動相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)功能趨勢難以破譯。除了五個所研究的功能外，其他所有功能都受到土地利用強度的影響，在大多數(shù)情況下，土地利用的影響取決于氣候。但是這些相互作用表現(xiàn)出各種形式，無視識別一般模式的嘗試。當彼得斯及其同事將所有30個生態(tài)系統(tǒng)功能合并為綜合統(tǒng)計指數(shù)時，出現(xiàn)了更清晰的圖景：總體而言，在土地利用強度較大的地區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)功能受到的影響更大，這些影響在低海拔和高海拔地區(qū)的影響要大于中間高程。

生態(tài)學家渴望用簡單的規(guī)則來描述生態(tài)系統(tǒng)如何應對環(huán)境梯度以及人類活動引起的擾動。然而，分析這些復雜系統(tǒng)及其眾多交織的部分需要一定程度的統(tǒng)計抽象，這使得難以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)模式背后的基本機制。彼得斯及其同事在乞力馬扎羅山上展示了豐富的生態(tài)模式，但解釋了為什么這些模式是由氣候和土地利用所決定的，因為它們對未來的調(diào)查是一個非平凡的挑戰(zhàn)。

與任何大規(guī)模的比較分析一樣，還必須考慮對結(jié)果的潛在替代解釋。例如，在乞力馬扎羅山上，海拔1800米以上的地區(qū)是國家公園的一部分，這一名稱限制了人類的土地使用。事實上，彼得斯及其同事發(fā)現(xiàn)，整個山區(qū)的低海拔(因此與溫度正相關(guān))的土地利用強度最大，這是全世界山脈的典型特征11。這些相關(guān)性使得很難完全解開氣候和土地利用的作用。僅僅因為人類活動在國家公園外高得多，人類在低海拔地區(qū)的影響是否最大可能?

為了解決這個問題，作者對其數(shù)據(jù)的不同子集進行了更多的分析，這加強了他們的原始結(jié)論。盡管如此，還需要進一步開展工作，以確定不同海拔地區(qū)人類影響的變化受生物物理機制控制的程度，而不是反映源于氣候和法律限制土地利用的人類行為趨勢。

隨著山區(qū)環(huán)境在變暖的世界中升溫，可以采取哪些措施來保護他們巨大的生物財富?氣候變化和人類對山區(qū)的壓力都不會很快停止，但可以保護地區(qū)不受土地集約利用的影響，這可能會產(chǎn)生影響。彼得斯及其同事的研究結(jié)果表明，這種保護需要跨越一系列的高度，從目前最易受人類影響的低洼地點到高地地區(qū)，這些高地地區(qū)將為難民物種的上坡提供未來的家園。所有山脈中近40%缺乏嚴格保護的自然保護區(qū)，而且很少有保護區(qū)覆蓋整個海拔12。迫切需要擴大世界保護區(qū)，以更好地覆蓋海拔梯度13。