北极熊是反映气候变化的标志性动物。尽管北极熊生活在遥远的地方，而且通常很难找到，但它们位于北极食物链的顶端，最易受到气候变化的影响。近几十年来，全球变暖日益严重，预计在未来将对北极地区产生多重影响。
在本文中，我们先总结了一些关于北极熊及其生态系统的事实，以了解关键变量在未来会如何影响它们。随后，我们研究了过去30年北极熊种群数量的变化；事实上，在过去的几年里，由于捕猎减少和保护措施加强，北极熊的数量即使没有增加，也一直保持着现有数量。展望未来，我们就未来几十年北极熊种群数量的变化列出了一些“乐观”和“悲观”因素。
冰很重要
海冰是北极熊生态系统的重要组成部分。随着气候变暖，海冰的外露区域在逐渐缩小，厚度及季节持续时间也在减少。由于冰的反射和冷却特性，它对温度循环性的影响，比如说冬季越冷、形成的冰越多，在夏季就越能冷却环境；而一旦冰融化或者根本就没有形成，海冰的反射面积就会变小，更多的地面暴露在阳光下，从而导致温度上升。
由于冰、太阳和热量之间的交互作用，人们普遍预计极地地区的气温上升值将是世界平均水平的2-3倍。
关于北极熊的一些事实
北极熊主要吃海豹，尤其是北极数量最多的“环斑海豹”。在海豹幼仔还不会游泳或不能在水下长时间停留时，它们会在冰上生活三至六周，北极熊就会在这三到六周内捕食海豹幼仔。此外，成年环斑海豹也会在冰上凿出三英尺厚的空气洞，然后偶尔浮出水面呼吸和休息。北极熊会埋伏着等待。据说，每头成年北极熊每年需要吃掉40-45只海豹才能维系健康生存。如果可能的话，北极熊也会寻找成年海豹和其他猎物。例如，偶尔搁浅的鲸鱼所含的热量相当于1000只海豹。
北极熊会在年初时大吃特吃，然后在接下来的几个月里进入禁食模式，所以对北极熊来说，其活动区域内有冰和幼海豹是非常重要的。虽然吃得少些北极熊也可能活下来，但随着时间的推移，可能出现令人担忧的影响：比如北极熊幼崽数量减少，以及在陆地上或游泳时所需的热量“缓冲”减少。一般来说，北极熊最多可以游40英里，而且曾被追踪到一天能在陆地上移动50英里，一年移动600多英里。北极熊也可以快速扑向猎物，但不能跑得太快，因为它们会消耗太多热量。
雌性北极熊习惯在觅食区附近筑窝，通常在雪堆或松软的泥土中挖出的洞穴里。例如被风吹起形成的冰川底部雪堆，就是一个理想的洞穴位置。保持良好的体重和健康状况进入每年的筑窝期，这与生产幼崽的健康状况和数量息息相关。冰川消退、雪堆减少都可能会影响北极熊的筑窝区域，迫使雌性北极熊在远离觅食区域的地方筑窝。
冰流
在寒冷的冬天，分散的浮冰可能会形成一片连续的冰原；如果是在温暖的冬天，就可能会变成一块块不相连的冰四处漂浮，这会使北极熊被困，而海豹则不需要通气孔。在浮冰四散的区域，冰的减少会导致北极熊漂流到冰“岛”上，需要它们自己游回海岸，但游泳会消耗大量的能量，所以对北极熊来说，更好的策略是留在靠近海岸的地方。在这些分散的浮冰区，如果北极熊不能轻松地穿过冰区寻找海豹猎物，全球变暖和零星冰层被认为是北极熊面临的最大危险。
图上的绿色和橙色区域分别代表季节性冰（夏季完全融化）和群岛区域内和周围的混合冰层模式。约有35%的北极熊生活在分散浮冰区，10%生活在汇聚区，20%生活在季节性冰区，35%生活在加拿大群岛。值得注意的是，多达60-80%的北极熊生活在加拿大；这张地图展示了该国拥有每一种冰流类型。
生态系统
北极熊世界被分为19个地区或亚种群。每个区域在纬度、水深、温度范围、全年冰况、冰层厚度和大体冰流方向方面都有不同的特征。由于它们的差异，每个生态系统受到全球变暖的影响也各不相同。北极熊种群较集中的地区有楚科奇海、巴伦支海、兰开斯特海峡、巴芬湾、福克斯湾和戴维斯海峡，而相对更脆弱的生态系统则有波弗特海和哈德逊湾地区。
有五个分区域没有北极熊的种群数据，另外四个分区域内北极熊的数量也很少，这两者都给估算总体种群数量带来了挑战。北极熊研究成本高昂而且耗时，而且最近受到了新冠疫情的影响。科学研究中采取了各种方法，包括空中计数、标记或标签、监测或捕获、关注雌性体重、观察巢穴或幼崽数量以及采访土著居民等。这些研究可能是基于观察到的或预测的数据。类似的研究之间可能会间隔几年。
有时我们会听到某项研究的结果，比如一项只针对格陵兰岛东北部海湾的北极熊数量的研究。遗憾的是，来自单一研究的结论经常被媒体概括为代表所有北极熊种群。
关于北极熊的科学观点
来自各种生态系统研究的数据由一些团体汇编，形成了对北极熊总体种群数量趋势的拼凑式统计，但这种拼凑式的统计预测在可靠性和准确性上存在误差，因此，即使是研究提要也可能因为反映了观点和非科学证据而受到质疑。
对于这一点，北极熊专家组（PBSG） 和全球变暖政策基金会（GWPF） 这两个组织对许多机构的全球研究结果进行了汇编，并持有不同的看法。PBSG对北极熊数量趋势的评估更为保守和担忧，而GWPF则认为迄今为止北极熊种群发展良好。
种群趋势
数据表明，在过去的几十年里，北极熊的数量一直在稳定增长；从1980年的23,000头增加到2015年的26,000头，最近又增加到29,000头（均为 +/-15%）。因此人们可能会得出结论，尽管面对已经发生的气候变化，但北极熊的数量仍在增长。也就是说，略微温暖的环境对它们是有帮助的。
但事实上，北极熊数量增加的原因主要是商业和狩猎活动的严格限制，以及保护和迁移工作更为周到。在配额制度的基础上，土著人民的合法狩猎仍然是在有限的基础上进行的。在一个寿命在25-30岁之间、规模为25,000头的北极熊种群中，即使在没有气候变化的情况下，每年捕杀300头熊和800头熊导致的数量轨迹上的差异也会随着时间的推移变得有意义。
北极熊的未来是光明还是暗淡？
不管北极熊在过去的几十年里过得如何，摆在我们面前的真正问题是北极熊的未来。乐观主义者会从北极熊身上所看到的一些微小的适应行为，以及人类狩猎行为的持续减少和不断改善的保护工作。此外，越来越多的证据表明，在一些地区，海洋中小型生物的数量正在上升，这可能意味着小鱼和海豹的数量增长，因此处于食物链顶端的北极熊种群数量将更健康。这一观点的基础是，整个食物链将以北极熊种群兴旺的方式发生转变。
然而，悲观论者看到的是气候变化及其影响，具体影响程度取决于今后10-15年全球为减缓气候变化所做的努力。风险依然存在。在开始升温1度时，环境条件确实可能有利（即有更多的食物），但在那之后，由于对冰流的综合影响，情况很快就会变得不利。食物链会发生变化吗？北极熊会继续适应吗？人类活动会继续给北极熊带来更多伤害（甚至灭绝）吗？此外，如果食物链不发生变化，捕食季节变短、栖息地变远、温度升高导致海洋的酸性变强、冰层变薄导致船舶流量增加（泄漏、噪音、一般栖息地阻断）等带来的累积影响是不确定的。