優勝美地國家公園和黃石國家公園的樹木正在枯死。 阿拉斯加冰川灣國家公園和保護區的冰川正在融化。 維爾京群島國家公園的珊瑚正在白化。 在美國國家公園進行的已發表的實地研究發現了這些變化，並表明人類氣候變化——發電廠、汽車和其他人類活動造成的碳污染——是原因。
As 美國國家公園管理局首席氣候變化科學家，我對氣候變化如何改變國家公園以及未來可能進一步改變它們進行研究。 我還分析了國家公園的生態系統如何通過儲存碳來自然地減少氣候變化。 然後，我幫助國家公園工作人員利用科學結果來調整管理行動，以應對未來潛在的情況。
美國國家公園的研究為全球對氣候變化的科學理解做出了重要貢獻。 國家公園是獨特的地方，在這裡更容易判斷人類氣候變化是否是我們在實地觀察到的變化的主要原因，因為許多公園都受到保護，免受城市化、木材採伐、放牧和其他非氣候因素的影響。 這項研究的結果凸顯了我們迫切需要減少碳污染以保護國家公園的未來。
冰川融化、樹木枯死
人為造成的氣候變化改變了我們國家公園的景觀、水、植物和動物。 公園的研究使用了兩種科學程序來表明這種情況正在發生：檢測和歸因。 檢測是指隨著時間的推移發現統計上顯著的變化。 歸因是對變化的不同原因進行分析。
在世界各地和美國國家公園，冰雪正在融化。 許多國家公園的冰川為包含 168 000 條冰川的全球數據庫做出了貢獻， 政府間氣候變化專門委員會 （IPCC）曾經表明 人類氣候變化正在融化冰川。 實地測量和重複攝影顯示阿拉斯加冰川灣國家公園和保護區的繆爾冰川 640 年至 1948 年間，因融化而損失了 2000 米.
繆爾冰川，冰川灣國家公園和自然保護區，1941 年。 攝影：William O. Field，由國家公園管理局、國家冰雪數據中心和美國地質調查局提供。
繆爾冰川，冰川灣國家公園和自然保護區，2004 年。 攝影：Bruce F. Molnia，由美國地質調查局提供。
蒙大拿州冰川國家公園的阿加西冰川 1.5年至1926年後退1979公里。 冰川國家公園、北喀斯喀特國家公園和其他國家公園的積雪測量和樹芯有助於分析顯示美國西部的積雪已降至最低水平。 八個世紀以來的最低水平.
氣候變化正在導致海平面上升和海水升溫。 加利福尼亞州金門國家休閒區擁有美國西海岸時間序列最長的潮汐測量儀。 該測量儀為IPCC用來顯示人類氣候變化導致海平面上升的全球數據庫做出了貢獻 17世紀21至20厘米。 巴克島礁國家保護區、海峽群島國家公園和維爾京群島珊瑚礁國家保護區的海洋浮標對海面溫度的測量為 IPCC 用來顯示人類氣候變化正在以一定速度加熱地表水的全球數據庫做出了貢獻。 每世紀升溫 1.1 ± 0.2 攝氏度.
在陸地上，氣候變化正在改變植物的生長范圍。 我和我的同事在 2010 年發表的一項全球分析發現，在世界各地，氣候變化已經 轉移的生物群系 – 主要植被類型，例如森林和苔原 – 上坡或朝向兩極或赤道。 此類研究需要對永久地塊進行長期監測，或使用歷史信息或對樹木年輪或過去其他標記的分析來重建過去的植被物種分佈。 在非洲薩赫勒地區，我發現了 生物群落轉變 徒步旅行 1,900 公里，清點數千棵樹，通過與村莊長者的核實訪談重建過去的樹種分佈，並清點歷史航空照片上的數千棵樹。
研究記錄了美國國家公園的生物群落變化。 在優勝美地國家公園， 亞高山森林上坡進入亞高山草甸 在20世紀。 在阿拉斯加的諾阿塔克國家保護區， 北方針葉林向北轉移到苔原 在19th和20th世紀。
野生動物也在發生變化。 在約塞米蒂國家公園，科學家們將他們 2006 年捕獲的小型哺乳動物物種與 1914 年至 1920 年最初沿著海拔樣帶捕獲的物種進行了比較，結果表明氣候變化 將美洲鼠兔和其他物種的活動範圍向上移了 500 米。 在美國各地，奧杜邦協會在許多國家公園和其他地點組織了一年一度的聖誕節鳥類統計活動。 對 1975 年至 2004 年鳥類物種結果的分析以及分佈變化的可能當地原因發現，氣候變化改變了一組鳥類的冬季活動範圍。 254種鳥類向北。 例子包括晚斑雀向北移動（球藻）在雪蘭多國家公園和峽谷鷦鷯（墨西哥貓皰疹）在聖莫尼卡山國家休閒區。
氣候變化正在導致西部各州許多國家公園及其周邊地區發生野火。 火災是自然現象，我們需要它來定期更新森林，但過多的野火會破壞生態系統並燒毀城鎮。 1916 年至 2003 年國家公園和美國西部野火的實地數據顯示，即使在土地管理者積極抑制野火的時期，每年燃燒的面積也會出現波動。 與氣候變化引起的溫度和乾旱變化相關。 重建近2,000年的火災 紅杉 和 優勝美地 國家公園證實，溫度和乾旱是導致火災發生的主要因素。
由於乾旱加劇、野火模式變化和樹皮甲蟲侵擾增加，氣候變化正在導致樹木死亡。 對國王峽谷、拉森火山、雷尼爾山、落基山、紅杉和優勝美地國家公園樹木的追踪為數據庫做出了貢獻，該數據庫揭示了氣候變化如何影響 自 1955 年以來，美國西部樹木死亡率翻了一番.
氣候變化導致的海洋高溫導致珊瑚白化和死亡。 2005年，炎熱的海面溫度導致死亡 高達 80% 的珊瑚礁面積 位於比斯坎國家公園、巴克島礁國家保護區、鹽河灣國家歷史公園和生態保護區、維爾京群島國家公園和維爾京群島珊瑚礁國家保護區。
在不斷變化的氣候下管理國家公園
當美國國會一個世紀前成立國家公園管理局時，它指示該機構以保護公園的自然和文化資源的方式離開它們“不損害子孫後代的享受”。 通過改變國家公園全球獨特的景觀、水域、植物和動物，氣候變化對國家公園管理局提出了挑戰，要求國家公園管理局根據未來潛在的條件來管理公園，而不是像我們無法再回到的過去的小照片一樣。
例如，優勝美地國家公園資源管理者計劃使用氣候變化數據來針對與 1850 年代火災分佈估計所選擇的區域不同的區域制定規定的燒傷和荒地火災。 在金門國家休閒區，資源管理者逐個審查了管理計劃，以製定應對氣候變化的行動。 在大沼澤地國家公園，管理人員正在利用海平面上升數據來幫助規劃沿海地區的管理。
杰斐遜堡位於佛羅里達群島西部的干龜國家公園，很容易受到海平面上升和風暴潮增加的影響。 國家公園管理局/Flickr
持續的氣候變化並非不可避免。 我們有能力減少汽車、發電廠和森林砍伐造成的碳污染，並防止氣候變化造成最嚴重的後果。 面對氣候變化，我們可以幫助保護我們最珍貴的地方——國家公園。
關於作者
帕特里克·岡薩雷斯，首席氣候變化科學家， 國家公園服務
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