干预自然的科学论据

气候变化威胁下物种迁移背后的科学

印第安纳州圣母大学的生态学家杰西卡·赫尔曼正在进行一项艰苦的研究，这项研究可以帮助指导那些希望迁移物种的人。赫尔曼在温哥华岛等地工作，研究一种大多数人认为属于加利福尼亚州的橡树稀树草原生态系统。这些稀树草原的主要角色被称为加里橡树或俄勒冈白橡树，通常是形状独特的粗壮大树。在它们的树冠下，生长着长满野花的苔藓草地，包括毛茛和星形的蓝色卡马斯。对于加拿大人来说，这种生态系统是他们喜爱的一种从常绿植物占主导地位的景观中脱颖而出的地方。据非营利组织加里橡树生态系统恢复小组称，在加拿大的这些生态系统中，“大约有100种植物、哺乳动物、爬行动物、鸟类、蝴蝶和其他昆虫被正式列为‘濒危’物种”。这些加里橡树稀树草原的分布范围从加利福尼亚州中部一直延伸到温哥华岛中部，紧靠太平洋沿岸。这些稀树草原在加拿大非常罕见，并受到土地开发的威胁。赫尔曼认为，随着气候变暖，不列颠哥伦比亚省人可能会有兴趣在岛上更北的地方，甚至在该省大陆地区建立这样的生态系统。因此，她研究中的一个问题直接关系到这样的举动是否会奏效。

例如，加里橡树稀树草原的基本组成部分是什么？其中哪些限制了它在北方的分布范围？加里橡树系统能够自行迁移吗？如果可以，生态系统中移动性更强的成分，例如蝴蝶，会先移动吗？如果有人要迁移生态系统，是使用来自分布范围北缘的生物来播种新地点最好，还是来自分布范围中心的生物会更好？最后一个问题很重要，因为赫尔曼预计，随着从南向北移动，蝴蝶、橡树和该系统的其他组成部分将证明存在遗传差异。例如，温哥华岛上的蝴蝶在基因上与它们在大陆上的同类不同。“你会把整个梯度都带上，然后把所有人都转移走吗？”赫尔曼问道。

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获得这些问题的答案都始于租房子。生态研究是一项艰巨的工作，可以用一两句话概括的结果代表着多年后勤管理、艰苦的实地工作和咖啡因推动的写作狂潮的艰难成果。为了了解温哥华岛上加里橡树稀树草原的动态，赫尔曼首先必须获得资助来进行这项工作，方法是提出一份足以击败竞争对手的引人注目的提案。一旦她获得了资金，她就必须建立一个当地的总部，在本例中，是位于不列颠哥伦比亚省莱迪史密斯的一所房子。然后，她招募了一个团队，包括来自安大略大学的博士生卡罗琳·威廉姆斯和来自布朗大学的本科生安德烈·伯尼尔，来完成大部分的日常工作。在卫星照片和租车环岛旅行的帮助下，她确定了加里橡树地点和可能迁移的加里橡树地点，设计了几个实验，购买了收集数据和饲养蝴蝶的设备，对数据收集设备进行了临时改造，使其能够在野外生存，并为团队购买了车辆。而这只是两个总部之一。她不得不在俄勒冈州加里橡树稀树草原范围的中心为一支团队重复同样的程序。俄勒冈州的地点充当控制点，她将范围边缘的发现与之进行比较。

随着气候变化，像加里橡树这样的植物和动物突然发现自己处于不适宜的区域。有些正在移动。科学家们正在记录从蝴蝶到树木等生物的向上移动的范围和向两极移动的范围。一些物种将能够跟上气候变化，但另一些物种会太慢，或者它们的道路会被山谷、山脉、城市甚至一条道路所阻挡。被困在它们以前的家园中，它们将断断续续地变成不同的东西，也许是更热更干燥的东西，它们将会灭绝。

保护主义者越来越多地考虑在气候变化之前迁移植物和动物到它们在温暖的未来可能繁荣的地方。但他们犹豫不决，而且很紧张；辅助迁移与许多人从小就接触到的保护相去甚远。

在研究了现有生态系统的无限复杂运作一辈子之后，将一个物种从一个生态系统转移到另一个生态系统的想法听起来是一个可怕的想法。这些生物可能会死亡，因为你不知道它们确切的生存需求——一些特定的土壤微生物或微气候条件。或者，在更糟糕的情况下，它们可能会做得很好，以至于它们成为可怕的“入侵物种”，占据主导地位并排挤本土物种。当人类意外地创造出一个入侵物种时，这是一回事。人类很愚蠢。但是，在今天，在我们知道了一切的情况下，故意这样做？对于许多生态学家和保护生物学家来说，这简直是疯了。但是...如果我们什么都不做，看着植物和动物因为我们引起的气候变化而灭绝呢？

关于气候变化有趣的是，它将两个常见的假设相互对立：原始自然的迷思和每个区域正确基线的迷思。如果人类在自然之外，并且人类导致了气候变化，那么由此得出，人类应该做好事——应该确保在没有气候变化的情况下会生存下来的物种生存下来，无论如何——即使这意味着将受压迫的生物迁移到它们可以在新气候下繁荣的新地方。但是，如果生态系统有一个我们必须返回的正确基线——第二个假设——那么我们绝对不能将物种从一个区域迁移到另一个区域。这样做会违反基线，等同于故意创造入侵物种。这种难题已经使许多科学家瘫痪了。

支持将受气温上升威胁的植物和动物迁移到更适宜居住的地方的人更关心物种灭绝速度的加快，而反对者更担心共同进化的生态系统的完整性。但总的来说，科学家们对整个想法感到非常害怕。

为了了解更多信息，我参观了赫尔曼的北部地点。我去的那个星期，赫尔曼也在拜访团队，以确保一切安好，从野外下载数据，并检查移植的橡树。我们四个人一起在温哥华岛的陆地一侧上下行驶，反复穿过生态系统的范围限制，并参观军事基地、公共公园、为林业管理的“王室土地”和私人拥有的自然保护区。从车上可以看到，该岛似乎是一片针叶树的覆盖层，其中土地被开辟为道路和城镇。加里橡树的地点是隐藏的宝藏，隐藏在蜿蜒的道路上，在道格拉斯冷杉和铁杉的海洋中，一小片鲜花、草地和巨大的粗壮橡树。我明白为什么加拿大人觉得它们如此迷人。我也明白为什么它们可能无法自行向北迁移。

赫尔曼正在所有这些地点收集两种蝴蝶，暗翅弄蝶和燕尾蝶，并繁殖它们，以便她可以观察到分布范围不同部分的蝴蝶之间的差异。基本上，她正在尝试确定最北端的蝴蝶是否特别适应它们在分布范围边缘的生存，或者它们实际上是否或多或少很痛苦，并且梦想着加利福尼亚州。“我正在尝试问它，‘你喜欢住在哪里？’”她说。如果蝴蝶会回答说，“啊，北加利福尼亚，那是故乡”，那么人们可能会期望，随着气候变暖，温哥华岛的蝴蝶会变得更快乐、更健康，繁殖得更频繁，并自行向北推进。如果它们会回答说，“温哥华岛！我们是本地适应的”，那么气候变暖应该会使它们不太健康——并且它们可能会在需要一个强大的种群向北扩张的时候下降。如果是这种情况，它们可能需要帮助才能向北迁移。赫尔曼预计在暗翅弄蝶中会看到更多的本地适应，而不是在燕尾蝶中，因为它们与南方的同类隔离得更远。暗翅弄蝶飞得不好，而且它只以橡树叶为食，所以许多种群可能像小岛一样生活在特定的加里橡树地点，永远不会与来自下一个稀树草原的蝴蝶繁殖。

当我与赫尔曼和她的团队在岛上上下行驶时，我了解到加里橡树研究还有另一个复杂的问题。它们正在研究的一些地点可能至少部分是人为造成的。欧洲人到来之前的温哥华岛居民也喜欢这些系统，并通过火来维护它们。除了它们的美学品质外，橡树草地更容易狩猎，并且以卡马斯鳞茎的形式提供了额外的卡路里。虽然岩石斜坡上的加里橡树草地可能能够照顾自己，但保护管理者发现很难阻止针叶树侵占肥沃土壤上的加里橡树稀树草原。他们已经诉诸于修剪和砍伐侵占的道格拉斯冷杉。

为了了解更多，我拜访了不列颠哥伦比亚大学的年轻保护生物学家马克·维伦德。维伦德带我参观了几处加里橡树的生长地，当我们单列行走在纤细但古老而扭曲的橡树树干之间，穿过毛茛、射星花、洛玛提乌姆和卡马斯时，他给我讲述了一个故事。“八千年前，温哥华岛的气候更加温暖干燥，”维伦德说。“那时橡树和花卉可能分布更广，后来只是通过人们的焚烧才得以维持。”

于是，我问他，如果气候变冷后，人们不再焚烧这些区域，加拿大的一些花卉物种会不会灭绝？他像一位真正的科学家一样回答：“那不是一个不合理的假设。”

因此，加拿大的加里橡树稀树草原是人类的产物，受到人类活动的威胁。而人们却担心，通过人类将它们向北迁移来拯救它们是“不自然的”？肯定地，辅助迁移这些生态系统只是在延续我们人类几千年来对它们的照顾。

赫尔曼的一个地点是坎贝尔河附近树林中一小片光秃秃的岩石空地，位于最后一片加里橡树的北面。选择这个地点是作为人们可能将橡树、蝴蝶、花卉以及构成小仙境稀树草原的所有其他物种迁移到的地方的一个例子。然而，现在它已经被占据了。裸露的岩石覆盖着厚厚的酸绿色苔藓，其中点缀着草叶，并散落着一团团麋鹿粪便。小灌木生长在岩石之间；在这四月下旬的一天，它们的叶子仍然是微小的红色芽，它们更像是各种地衣的展示架。熊也会光顾这片空地，这让下载数据的研究人员有些担忧。这是一个非常迷人的森林房间，周围是花旗松的墙壁，但它没有像加里橡树稀树草原那样朗朗上口的名字或粉丝俱乐部。我为它感到有点难过，好像搬家卡车已经在路上了，而且这个地方计划在当天变成加里橡树稀树草原。“气候变化与冰川期后的重建的不同之处在于，这些北部地区已经满了，”赫尔曼说。

尽管几个看起来像超大号手表电池的气候传感器因潮湿而无法正常记录（尽管它们被小心地用胶带粘在塑料药盒里），但团队的气氛仍然很愉快。他们搬到该地点的橡树被放在盆里，这样赫尔曼就可以观察到，如果将以它们为食的蝴蝶移到空地上会怎么样。当然，如果橡树是种在地上而不是盆里，就更像真正的迁移；每个园丁都知道盆栽植物更容易受到寒冷的影响。但是，尽管赫尔曼获得了政府的许可将这些橡树直接种在地上，但她仍然无法亲自将加里橡树移过其记录的范围。

她仍然很矛盾。“从哲学上讲，我们正在进入一个我不太适应的干预主义时代，”她说。但另一方面，“我还没有适应物种将要灭绝的数量这个想法。东西比以前少了。这是我们应该关心的一件事。我不太关心它如何配置，而更关心它的存在。”

当赫尔曼和她的同僚们烦恼和研究时，一场伟大的、不协调的、非官方的辅助迁移已经开始。一群公民科学家将许多佛罗里达榧树的幼苗向北迁移，佛罗里达榧树是世界上最稀有的常绿树种之一，目前在其美国南部的狭小范围内正被烤死。许多自然资源保护主义者预测，特定物种的爱好者会爆发类似的行动。对欧洲苗圃出售的约 350 种本土欧洲植物的分析表明，其中 73% 的植物现在在比其原生范围更北的地方出售，平均偏移约 600 英里。根据植物学家发布的官方范围，粉红色的岩石肥皂草在德国以北不生长。但你可以在瑞典购买并在你的花园里种植它。研究人员认为，这些商业活动可能有助于这些物种在气候变化时适应。“虽然关于辅助迁移的辩论仍在继续，”他们写道，“但很明显，在全球范围内，我们已经让许多物种在气候变化方面无意中取得了先机。”

毫无疑问是真的。但这些种子目录中可能很少有苔藓、地衣或无脊椎动物。人们往往更关心某些类型的物种。因此，赫尔曼说她不认为这种方法是“在气候变化的威胁下拯救生物多样性的灵丹妙药”。“有一些物种非常重要，对于真正重要的物种，人们会这样做……但我很难想象我们将如何将其应用于所有的甲虫和微生物，即绝大多数的生物多样性。没有人会把它们捡起来并移动它们。”