在加利福尼亚州红杉国家公园的一个角落，巨型红杉像巨大的肉桂棒一样，在更常见的松树、冷杉和雪松中脱颖而出。美国地质调查局生态学家内特·斯蒂芬森正走上一座小山，跨过倒下的原木。他在一棵矮小的、死去的红冷杉前停下脚步，上面挂着一个金属标签，标明为“189”。斯蒂芬森指着树干的一部分，美国地质调查局的野外工作人员在那里切开了树皮，露出了冷杉小蠹虫在棕色边材上潦草的签名。189号只是研究人员估计在加利福尼亚州为期五年的干旱期间死亡的超过 1 亿棵树木中的一棵，这场干旱于今年春天结束。
这场干旱——该州几个世纪以来最严重的干旱之一——摧毁了公园的森林。死去的树木给斯蒂芬森提出了一系列问题：为什么有些树木死了，而另一些却活了下来？为什么森林的某些部分比其他部分遭受的损失更大？为什么是 189 号而不是它的邻居？“这是一场侦探游戏，”他说。随着世界变暖，这些答案可能对于帮助拯救遭受日益严重的干旱袭击的森林至关重要。为了预测这些极端事件的影响，科学家需要更好地了解森林的正常运作方式——对于像斯蒂芬森这样的生态学家来说，这意味着弄清楚树木为什么会死亡。
斯蒂芬森和他最喜欢的巨型红杉——他说这棵树在他待在公园的几十年里几乎没有什么变化。
图片来源：扎克·圣乔治
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斯蒂芬森和他的同事们花费数十年研究了数千棵死树——挖出树根检查真菌，刮开树皮寻找甲虫隧道，寻找死树中的规律。自 1982 年以来，野外工作人员每年夏天都会访问散布在红杉国家公园周围的地块。他们每年记录这些地块中所有树木的状况；每五年测量一次树干的直径。如果一棵树死了，他们就会对其进行尸检。总而言之，他们追踪了超过 30,000 棵树木的生命。
在科学家监测的大部分年份里，189 号树几乎没有变化。1982 年至 1987 年间，它生长了两厘米，然后在接下来的 15 年里停止生长。2000 年，它开始倾斜，此前一棵相邻的树木倒下并在倒下的过程中击中了 189 号树。它也被寄生矮槲寄生侵染。第二年，棕色毡状霉菌覆盖了它的针叶，又过了一年，它的一些树叶变黄了。然后它的树干开始渗出树脂。在接下来的十年里，它断断续续地苟延残喘，病恹恹的，几乎没有生长。然后在 2012 年，干旱来袭。2016 年，189 号树死了。野外工作人员清理了它根部的土壤，发现了根腐病，这削弱了它的生命力。但最终注定这棵冷杉命运的是掘道小蠹虫。
美国林务局昆虫学家贝弗利·布劳恩说，拥有如此详细的单棵树木历史具有巨大的价值，她帮助培训美国地质调查局的野外工作人员。逐年追踪一棵树木可以让研究人员清楚地看到，随着疾病和环境压力的积累，它究竟是如何变得越来越虚弱和脆弱的。她说，了解这种发展过程可以帮助科学家了解哪些其他树木处于危险之中。
美国地质调查局生态学家内特·斯蒂芬森近距离观察一棵小冷杉。每年，一个野外工作组都会对这棵树和数千棵其他树木进行斯蒂芬森所说的“体检”。
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当作为一个集合进行研究时，这些树木的故事甚至更有用。在 2016 年发表在Ecology杂志上的一项研究中，美国地质调查局生态学家艾德里安·达斯、斯蒂芬森及其科罗拉多州立大学自然资源生态学实验室的同事克里斯汀·戴维斯追踪了红杉国家公园各地块中超过 23,000 棵树木在 13 年期间的生命。平均每年约有 2% 的树木死亡，其中一半以上是被昆虫或病原体摧毁的。斯蒂芬森说，这是一个惊喜——林务员一直认为，在正常条件下死亡的大多数树木只是在争夺光照、水分或养分的竞争中失败了。
干旱发生在Ecology研究涵盖的时期之后一年。达斯说，总的来说，在研究期间对树木致命的生物体与干旱期间大规模杀死树木的生物体相同。“这不是一套新的生物体，”他说。“它们只是开始以不同的规模和新的方式运作。”达斯指出，其中一些罪魁祸首是众所周知的，例如在干旱期间数量激增的松树甲虫。但人们对许多其他生物知之甚少，例如在干旱期间突然开始袭击雪松的另一种甲虫，或者开始攻击幼松的象鼻虫。达斯解释说，如果没有关于干旱前是什么杀死了树木的基线信息，生态学家就会忽略这些细节。
亚利桑那大学生态学家大卫·布雷谢尔斯说，森林面临着严峻的未来，他没有参与这项研究。科学家预测，随着气候变化，更热更致命的干旱将袭击森林。许多地方已经经历了像加利福尼亚州那样的树木死亡。研究人员还发现，在过去的几十年里，在更正常的条件下，树木死亡率在世界许多地方（包括红杉国家公园）急剧增加。他们认为树木死亡率的上升很可能是由于缺水造成的压力，也可能是由于昆虫和病原体的攻击升级。“有很多证据表明我们将开始失去大量树木，”布雷谢尔斯说。
在红杉国家公园的一个长期森林健康监测地块中，巨型红杉在更常见的松树、冷杉和雪松中脱颖而出。
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在红杉国家公园，斯蒂芬森继续穿过一个地块，经过 149 号、6426 号、265 号和数百棵其他的树木，有活着的也有死去的，都挂着金属标签。他感觉森林看起来和他几十年前帮助标记这个地块时差不多。但它已经发生了变化——树木已经生长和死亡，新的树木已经发芽——如果没有标记，这些变化在很大程度上会被忽视。
森林在未来将继续变化，可能比以往任何时候都更快——但生态学家可能仍然能够保护特别有价值的森林免受气候变化和其他威胁。在某些地方，这可能意味着疏伐树木——在另一些地方，给树木浇水或喷洒驱赶特定类型甲虫的信息素。该策略将取决于确定哪些树木最脆弱，以及对什么脆弱。“我们获得的关于是什么杀死树木的信息可以帮助我们争取时间，”斯蒂芬森说。“我不认为我们可以阻止变化的发生，但如果我们能够缓解过渡，而不是让它一次性发生，可能每个人都会更快乐。”