由於全球山区缺乏长期运作的气象观测站，使得山区气候变化的量化成为一大挑战。由中央研究院生物多样性研究中心沈圣峰研究员领衔的国际研究团队，创新结合热力学原理与气候资料库，不仅首创山区气候速度的推估模式，更首度发现全球17个区域的山脉等温线正以每年超过11.67公尺的速度上升，对高海拔生态避难所的独特物种构成了巨大威胁。此研究成果已於今年3月27日发表於国际顶尖期刊《自然》（Nature）。

中研院廖俊智院长表示，成就全球顶尖研究、对全球关键议题善尽知识分子的社会责任，展现了中研院勇於自我挑战的精神。此研究主要由本院「永续科学研究计画」支持，透过生物、大气与新科技方法的跨域结合，尝试解决环境生态和人类社会永续发展的重大问题，是本院投入全球关键议题的重要研究成果之一。

这项名为「全球山区气候变化速度与物种适应」（Climate velocities and species tracking in global mountain regions）的研究，探讨了全球山区等温线移动速度与生物反应之间的复杂关系。研究团队运用热力学第二定律，辅以卫星资料、生物资料进行验证，开世界之先，研拟出计算山区气候速度的方式，并发现全球各山区的海拔每上升1,000公尺，温度递减率为3℃到9℃不等，变异极大。

沈圣峰指出，「海拔每上升1,000公尺，温度下降6.5℃」的常理仅是一个大概的数值，无法真正用来解释不同山区的气候变迁对生物分布范围移动之影响。「我们的突破在於，利用热力学的公式，计算出相对正确的山区气候变化速度，初步破解长久以来悬而未决的山区气候大哉问。」

在全球暖化的影响下，拥有丰富生物多样性的山区正面临巨大的环境挑战。研究团队针对全球8,616个山脉，分析过去40年（1971 至 2020 年）来的平均地表暖化速率，并以前所未有的精度描绘了等温线的垂直移动。研究首度发现，从美国阿拉斯加育空的乾旱地带、地中海盆地、俄罗斯科达尔山脉、日本山区到印尼北苏门答腊的高原，全球共有17区域的山脉，等温线正以每年逾11.67公尺的速度上升，速度远超过先前估计，意味著暖化程度加剧，对这些高海拔生态避难所的独特物种构成严重威胁。

论文第一作者、美国哈佛大学博士後研究詹伟平进一步说明，「我们的研究显示，1971至2020年间，台湾山区地表温度上升幅度并未超过全球平均，但其高湿度环境导致等温线在海拔上移动速度快於全球平均，显示全球暖化对台湾山区影响仍相对严重。」

研究亦发现，乾燥和湿润山区之间存在显著差异。在乾燥地区，由於空气含水量较少，地表的暖化速度较快，是造成山区气候速率较高的主因。而在湿润地区，湿气的作用虽然让地表的暖化情况较缓和，但有部分的山，由於湿润造成的温度递减率较低，代表要到达相同温度的距离较远，因此气候速度变得较快。这是以前比较被忽略的机制。

面对气候变化带来的多重挑战，全球山地生态系统的未来悬而未决。这项开创性的研究不仅是对气候动态的学术探讨，亦是一个明确的行动号召，呼吁国际社会针对受到气候变化威胁最严重的地区制定保护措施。