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气候变暖正在成为威胁生物多样性的一个重要原因。英国利兹大学的科学家在2004年1月8号的《自然》杂志上发表文章，报告了气候变化对陆生动植物的影响。他们分析了从墨西哥到澳大利亚的1103个物种，结果表明：如果全球变暖的状况不加控制地持续下去，其中1/4的动植物将在未来的50年内因无法找到适宜的栖息地而灭绝。按此比例，世界上100多万个物种将在半个世纪后从地球上消失。
科学家们预测，不同气候变暖程度对应的物种灭绝概率分别为18％、24％和35％。而由此引发的其它变化很可能会加剧物种的灭绝。这是因为气温升高将影响全球降水格局的变化，当全球变暖与景观改变、物种入侵以及二氧化碳增加等相互作用，破坏生物群落与生态的交互作用时，物种灭绝的风险还会增加。
不管是动物还是植物，当外界条件发生改变时，分布也会随之变化。目前我国鸟类的分布区正在向北扩展，这很可能就是受到气候变暖的影响。许多夏季在北方繁殖的鸟类在冬季来临时都有向南方迁徙的习惯。食物是影响鸟类迁徙的重要因素。如果能够在北方获得充足的食物过冬，它们就有可能放弃千里迢迢的南北之行。斑嘴鸭在上个世纪90年代以前只有夏季才在渤海湾地区生活，近年来由于冬季气候变暖，渤海湾近海结冰期缩短，斑嘴鸭已经成为该地区的常住鸟种。