百年冰川 有望解開氣候謎題

導語：一位科學家帶著手繪地圖和防熊噴霧重新開啟了史上持續時間最長的冰川研究，一起來了解下當時地形的巨大變化吧。

當一位科學家於20世紀初研究這個峽灣時，這片地區完全被約翰?霍普金斯冰川所覆蓋，如今這裡則是大片開闊的水面。攝影：BRIAN BUMA 撰文：Craig Welch

翻閱一堆發霉的美國中西部舊報紙，搜尋100年前的手繪地圖，獲取散布著狼和棕熊的昔日阿拉斯加叢林的信息，通常這並不是生態學家慣用的工作方式。事實上，科學家Brian Buma就是通過這種方式，來追蹤一位傳奇科學家的研究。這位傳奇堪稱現代生態學教父，他在生態學領域聲名顯赫，以至於美國生態學學會專門設立了一項以他命名的獎項。

Buma是阿拉斯加大學東南分校的副教授，過去他一直在廣袤的阿拉斯加冰川灣國家公園中尋找微型樣地。這些樣地是由植物學家William Skinner Cooper 於1916年首次圈定的。樣地極為重要，此項目也是科學界持續時間最長的自然實驗之一，有助於我們認識美國研究最多且最具活力的地區。

Cooper熟知冰川灣的悠久歷史，他閱讀過18世紀的喬治?溫哥華船長的探險日記，曾沿著約翰?繆爾的足跡探索過冰川灣。早在1925年，Cooper就牽頭提議將冰川灣設立為國家公園，55年後他的夢想終於實現了。

由於Cooper在冰川灣國家公園中隱秘樣地的驚人發現，這項開創性研究寫入了大學教科書，但不知為何卻慢慢被人淡忘。Buma決定將其找回。

「我是看著《奪寶奇兵》長大的，一直喜歡探尋古迹，探索遺忘之地，不斷突破極限。尋找樣地的過程就囊括了所有這些元素，」Buma說道。

於是，去年夏天，在國家地理的資助下，他帶著古老的影像資料、一個金屬探測器和防熊噴霧來到了冰川灣國家公園，最終找到了Cooper創建的樣地。隨著氣候的改變，植物群落也產生了驚人變化，如今他正通過這些樣地引領大家重新認識植物群落的變化方式。當地時間本周四，在美國生態學學會發表的一篇論文中，Buma提出如下觀點：冰川灣國家公園的冰川比地球上任何其它地方消融的都快，新的灌木、林木如雨後春筍般出現，只是不像人們認為的那樣簡單、有規律，就像Cooper曾經證明的那樣。

「人們認為植物群落一直按照非常有序的方式變化，每次你走進一個擁有上千年歷史的森林，看起來一切都沒變。除非能夠長期觀察景觀的變化，否則無法檢驗上述觀點正確與否。過去Cooper一直嘗試通過長期觀察解決這個謎題，現在我們又重新恢復了這一方法，」Buma說道。

這些照片展示了幾十年來一些樣地發生的巨大變化。供圖：BRIAN BUMA探尋古老秘密

對Buma來說，冰川灣一開始就是個迷。1794年，英國探險家溫哥華在冰川灣發現了一座32公里寬、1200米厚的冰山，整個海岸線都被巨大的冰山群覆蓋，這就是冰川灣的首份非本地記錄。1879年，Muir到訪該地區，希望能實時觀察冰川如何塑造地形，彼時冰川灣的冰線已經後退了近80公里。

1916年，Cooper來到阿拉斯加，在融冰下方的荒原上，他利用溫哥華繪製的地圖圈出一些小型樣地，來追蹤研究樣地上植物群落的變化規律。幾十年來，隨著肥沃的土壤和雲杉、柳樹先後出現，他和學生注意到每塊樣地生長的植物都存在略微差別。Cooper漸漸老去，他的學生則繼續記錄著這片地區的變化。

「這就是Cooper所發現的規律。利用這些樣地能夠開展長期實驗，研究這片地區不斷出現的發展變化，真是不可多得的機會，」冰川灣國家公園生態學家Lewis Sharman說道。

「他建立了世界上運行時間最長的樣地系統，從樣地中獲取的信息塑造了我們對地球生態的認識，這堪稱奠基性的研究，」Buma說道。

然而，到了20世紀90年代初，這些樣地就被拋棄了。最後一個知道樣地位置的人已經離世。冰川灣的景觀仍在變化，但這些獨特的「窗口」卻早已遺失。

於是Buma前往明尼蘇達大學尋找曾經的檔案。他找到了Cooper的原始數據，包括古老的照片、始於1916年的手寫筆記本和大量草圖。在Cooper的記錄說明上，有些類似海盜地圖的標註：找到一塊大岩石，向北偏轉15°，直走45步，你將會發現一塊稍小的岩石。Buma把所有原始資料都複印了一份。

Buma來到阿拉斯加，乘皮艇遊覽了冰川灣國家公園的最遠端。不過，一切都發生了巨大變化。磁北極也產生了移動，曾經的岩石被大鐵釘取代，柳樹林跟兒童攀登架一樣密集。「有時候前進1公里就需要半小時。」一路上還有熊和狼出沒。

他發現了Cooper創建的樣地，通過這些樣地可以發現許多信息。

在Cooper的研究過程中，這片地區的森林迅速生長。供圖：BRIAN BUMA

改寫教科書？

其中一塊樣地上生長著2米多高的柳樹，地面上堆積著死去的灌木叢。在相隔18米的地方，另一塊樣地已被一棵大雲杉蔭蔽，地上鋪滿了落下的針葉。一些柳樹林看上去與100年前沒有差別，另一些柳林已經成為了榿木林的一部分。

「對外行人來說，這是非常有趣的現象。它充分表明大自然是多麼變幻莫測，」Buma說道。「柳樹種子偶然落入其中一塊樣地，另一些種子落入另一塊樣地，這些都會造成影響。哪怕是隨意把一塊石頭踢入樣地，100年後可能就會產生很大的影響。」

許多植物演替的生態學著作都認為「首先出現的是草本植物，接著是叢生植物，最後才是灌木和演替樹種，」Buma說道。「這些猜測構建成了許多模型」，其中許多被科學家用於預測氣候變化的影響。Cooper的目的是，反對在科研中嚴重依賴類似推斷的傾向，更多的進行直接觀察，Buma說道。

隨著冰川消退，植物不斷向北方和海拔更高的地方轉移，許多科學家預測森林將繼續擴張。但Buma認為實際情況沒那麼簡單。「我們並未見到太多植物演替現象，只是看到柳樹和灌木不斷增加，成為壟斷樹種。」

Buma清楚，這些小型樣地不能產生推廣性的結論，但這並不是說我們不能從中發現絲毫規律。植物會對氣候變暖做出不同反應，一些向北轉移的植物將會阻擋另一些植物的擴張。「小型植物通常會抑制大型植物的發展，這是因為它們移動的速度更快，」Buma說道。

換句話說，「預測植物會以有序的方式擴張，可能過於簡單，」Buma說道。

Buma準備繼續開展Cooper的研究，Sharman表示由衷的感謝。

「冰川灣國家公園將會對科研帶來巨大貢獻，Cooper也深知保護它的重要性。具有重大科研價值的國家公園屈指可數，冰川灣國家公園之所以有如此大的價值，完全是受Cooper的重要影響。」 Sharman說道。

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