二十年前，生态学家伊尔卡·C·费勒听说，在佛罗里达州大西洋海岸梅里特岛附近的一个海岸修复点，一种植物正以前所未有的速度向前推进，该地点位于迈阿密和佐治亚州南部边界的中间。这种植物是红树林，一种在盐水中茁壮成长并在海边成片生长的树木。树木的根系形成错综复杂的网状结构，伸出水面数英尺，其细长的黄褐色树干和树枝向上延伸，形成茂密的树冠，树冠由蜡状的玉色树叶组成。红树林林地可以绵延数英里，形成生物多样性丰富的森林，通过捕获沉积物来造陆，并保护海岸线免受侵蚀、海浪和风暴潮的侵袭。长期以来，红树林一直抵御着飓风、旋风和海啸，研究人员已经表明，在没有红树林的海岸，这些灾害更具致命性。红树林还能捕获大量的碳。
红树林有 70 多个物种，它们适应了氧气含量低的炎热栖息地。它们几乎过滤掉所有进入根部的盐分，并在其他植物难以生存的地方茁壮成长。它们在世界各地都有生长，但仅限于热带和亚热带纬度地区，在没有周期性霜冻的地方，霜冻会阻止植物扎根。梅里特岛本不应该有红树林，但当费勒在 2002 年出现并开始四处观察时，它们就在那里。
然后，费勒开车前往大西洋海岸以北约 70 英里的托莫卡州立公园。一位公园管理员告诉费勒那里没有红树林，但她还是决定去看看。果然，在过了管理员站几百码的地方，她发现盐沼中点缀着小红树林灌木。第二天早上，她又向北开了 40 英里，朝着佛罗里达州的圣奥古斯丁驶去，那里距离佐治亚州边界仅 60 英里，她也在那里发现了一些孤立的红树林。
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在接下来的 20 年里，费勒和她的同事记录了红树林在北美向极地的迁移，以及亚热带边界的相应变化。自 1980 年以来，由于开发、污染和极端天气，世界失去了 35% 以上的红树林。在佛罗里达州南部的部分地区，超过 50% 的红树林已被摧毁。然而，在佛罗里达州北部东海岸，红树林面积增加了一倍。在澳大利亚，红树林正从东向西迁移，而不是向极地迁移。在巴西，随着海平面上升将海水推向内陆深处，红树林正在向内陆蔓延。在南非，红树林正在向南迁移，就像在佛罗里达州一样，扩大了亚热带边界。目前尚不清楚红树林会迁移多远。但这种迁移为我们描绘了未来随着气温升高、天气模式转变和海平面上升的情景。最近的发现几乎颠覆了科学家们对红树林迁移的所有认知。
费勒于 1975 年开始在史密森尼学会担任科学插画家。在她遇到一位海绵馆馆长后，她开始对红树林产生兴趣，这位馆长得知她是一位经验丰富的潜水员。馆长请费勒开发一种水下绘画技术。费勒同意了，很快，她就开始在固定在有机玻璃画板上的制图胶片上描绘伯利兹的珊瑚礁。后来，她与这位馆长一起在巴拿马研究红树林，在那里，她用她的绘画系统游过偏远红树林中的水道。她画了红树林的根系和在根系间游弋的幼鱼，以及海草和珊瑚。当她不画画的时候，她就采集昆虫。“我觉得我可以在那里独自待上一整天，而且会非常开心，”费勒说。“事实证明，那是一个适合我的地方。”
二十年来，史密森尼学会的生态学家伊尔卡·C·费勒一直在追踪红树林从佛罗里达州中部持续向北迁移的情况。
彼得·埃西克
费勒被这些植物深深吸引，离开了中美洲，回到学校攻读生态学博士学位。1997 年，在她刚满 50 岁的时候，她回到史密森尼学会担任生态学家。“我简直不敢相信我找到了一份工作，”她说。在过去的二十年里，现年 77 岁的费勒在整个加勒比地区、伯利兹、巴拿马、厄瓜多尔、澳大利亚和新西兰以及佛罗里达州和墨西哥湾沿岸地区建立了研究基地，研究养分在红树林林地中的作用、与植物结合的物种以及树木的迁移。她是 700 多篇论文的作者，其中包括在沙特阿拉伯、巴西和印度尼西亚进行实地考察的研究，她被广泛认为是实验红树林生态学的先驱。有些人称费勒为红树林生态学的教母。另一些人则称她为“红树林女王”。（她的朋友们叫她糖果。）
在 21 世纪初，费勒开始记录她在圣奥古斯丁以北、两种不同类型的栖息地之间的空间中发现的红树林，这个生态系统过渡区被称为生态交错带。在这个区域，她可以找到线索，了解随着霜冻变得不那么频繁和飓风变得更加频繁，海岸线将如何变化。风暴水流可以将红树林种子带到很远的地方，有助于扩大它们的分布范围。但风暴也会伤害树木；2019 年，飓风多里安带来的强风、风暴潮和长时间的洪水摧毁了大巴哈马岛超过一半的红树林森林。
更多的红树林栖息地可能是抵御海平面上升的一个有希望的防御措施。红树林固存的碳也比任何其他植物都多，无论是在地上还是地下，这也是应对气候变化的另一种方法。但它们也可能取代盐沼，并带来一些后果。盐沼是广阔、开阔的绿色草地湿地，被蜿蜒的小溪分割，每天都被潮汐淹没，它们分布在美国和其他许多国家的海岸线沿线。它们支持植被生长，是濒危鸟类的栖息地，并能过滤水，帮助沿海生态系统繁荣发展。美国约 75% 的盐沼位于东南部，而这恰恰是红树林正在出现的地方。尽管红树林造陆的速度比盐沼快，在某些情况下快四倍，但它们更容易受到寒冷气温的影响。一次严重的霜冻可能会摧毁一片森林，使柔软的土地容易受到侵蚀。“你可能会看到湿地很快变成水域，”国家公园管理局的生态学家威廉·“切斯”·弗瓦克说。
在佛罗里达州，有三种红树林：红树、黑树和白树。红树生长在最靠近水的地方，黑树生长在离水边稍远的地方，白树生长在沿海地势较高的地方。奇怪的是，这三个物种之间没有亲缘关系，但在数百万年的时间里，它们在同一恶劣的环境中进化。它们在外形、位置和繁殖方式上都很相似。
红树林正在开放的盐沼中建立森林，例如佛罗里达州布洛克里克的这片盐沼，它位于佐治亚州边界以南 100 英里处。
彼得·埃西克
当佛罗里达州夏季降雨开始时，红树会开出精致的黄绿色花朵，这些花朵最终会结出果实。然后，会出现一个长长的、笔形的、略带弯曲的胚轴。如果你用指甲撬开成熟的胚轴，你会发现一颗幼苗已经准备好掉出来了。胚轴会从植物上掉落，通常会掉入水中，在那里，它们可能会被水流冲走几英寸或数百英里。白树会产生更小的花朵、组织紧密的水果和一个绿豆大小的胚轴。黑树的胚轴稍大且不对称。
2016 年春季转夏季时，费勒的搜索行动沿着佛罗里达州东海岸向上推进，直到她最终进入了该州最东北部的县拿骚县，在那里，拿骚河与大海交汇。一天下午，她和一位博士后研究员开车行驶在一条横跨河流的长而低的桥梁上，朝着佐治亚州边界附近的阿米莉亚岛驶去，这时，远处一丛翠绿色的灌木引起了他们的注意。他们踩下刹车，停好车，跑下桥梁，朝沼泽地走去。在一条潮汐小溪的另一边，一棵黑树像哨兵一样屹立在那里。这个标本位于北纬 30.3 度，位于赤道和北极之间三分之一的位置，比之前记录的分布范围以北 60 英里，是迄今为止美国最北端的红树林。后来，他们称之为“糖果红树林”。
不久之后，费勒的同行开始在同一地区发现其他黑树。然后，在 2021 年，弗瓦克驾驶一艘小艇沿着阿米莉亚岛以南几英里的乔治堡河行驶。河岸悬崖边排列着成排的雪松树，茂密的橡树林中散落着复活蕨和兰花。他说，这个地方“有点像隐藏的宝石”。那天，弗瓦克从小船上望出去，发现一片鲜绿色的叶子在暗淡的互花米草中格外显眼。他意识到他发现了一棵红树，是美国最北端的红树，是糖果黑树的同伴。“我几乎是从船上跳下来去看那东西，”他说。
弗瓦克原本以为会发现黑树，因为它们在某种程度上可以耐受较低的温度，但红树是前所未有的。这个物种不合逻辑地在各条河流的各个河岸上大量繁殖。北佛罗里达大学的生态学家、助理教授斯科特·F·琼斯说：“最吸引我的想象力的部分是，我们仍然不了解，因此也无法预测红树林究竟会在哪里出现。”
去年 12 月的一个清晨，弗瓦克带领我穿过一小片雪松树和棕榈树，进入杰克逊维尔北部的一片沼泽地，在那里，乔治堡河与大西洋交汇，形成一片沙洲，沙洲两侧是互花米草和狭窄的水道。在我们前方约 100 码的地方，琼斯和费勒正在检查红树林灌木的叶子。他们正在寻找一种螃蟹和一种昆虫（称为木虱）的踪迹，这两种生物通常在更南方的树木上发现。随着树木向北蔓延，与它们相关的物种也应该随之北上。
一棵红树，因其根部的颜色而得名，在乔治堡岛上占据了一席之地，该岛距离佐治亚州边界仅 20 英里。气候变化正在降低越来越高纬度地区的霜冻风险。
彼得·埃西克
有一次，我的头埋在一棵小灌木丛中，跟着费勒的手指，她通过数树枝节点之间的茎段来确定树木的年龄，这些茎段对应于生长季节（夏季，茎段长；冬季，茎段短）。随着时间的推移，研究人员注意到，活跃的飓风季节之后通常是温和的冬季，这有助于幼苗在风暴将胚轴向北传播后扎根。
那天晚些时候，琼斯、弗瓦克、费勒和我向北前往阿米莉亚岛的边缘，去参观糖果红树林。当我们走向目的地时，下起了小雨。当我们到达将海滩与沼泽地带隔开的水域时，水太深了，不游泳就过不去。我们选择了享用一顿温暖的午餐，等待潮汐退去。当我们转身走向汽车时，一只白头海雕沿着一片短叶松林飞过，然后落在一个巢穴中。我想知道这种植物迁移到沼泽地会对鸟类和其他动物意味着什么，尤其是当红树林取代盐沼时。这两种栖息地之间的对比是鲜明的。
康奈尔大学鸟类学实验室的访问科学家安德鲁·法恩斯沃思后来告诉我，随着红树林栖息地的增加，“在许多方面，鸟类可能会从中受益”。佛罗里达州南部的红树林是迁徙物种的重要栖息地，超过 30% 的欧洲鸟类种群在西非的红树林中过冬。“当然，”法恩斯沃思说，“这将以牺牲一些盐沼专家为代价”，例如东部黑轨鹬、矶鹬和盐沼麻雀。
任何现实世界的转变可能都不会如此简单。维拉诺瓦大学的生物学教授萨曼莎·查普曼说：“我认为这些地方将成为盐沼和红树林的混合体。”但她说，在某些地区，这可能是一种“完全转变”。她认为，随着时间的推移，将会出现推拉作用，为某些物种创造额外的栖息地，同时不可避免地迫使其他物种另寻他处。例如，许多佛罗里达州的游钓鱼，尤其是尖吻鲈和大海鲢，都将红树林河口作为育苗场。然而，在过去的十年里，研究人员在没有红树林的沼泽地中发现了那些幼年尖吻鲈和大海鲢，包括远至南卡罗来纳州的一些地点。这种转变表明，这些鱼类可以在不同的栖息地中生存，如果其他因素（如海面温度升高）将它们推向更北的地方，它们或许能够适应。
在其他地方，变化更加奇特。沿着亚马逊河三角洲的北部边缘，随着海平面上升淹没低洼海岸，红树林一直在向内陆扩张。在某些情况下，海水会沿着居民开凿的航道，甚至是野生水牛踩出的路径蔓延，形成海水可以渗入内陆和胚轴可以漂流的通道。葡萄牙 NOVA 科技学院的生态学家、助理教授卡洛斯·大卫·桑托斯一直在监测巴西 500 英里不间断的红树林，他说这种迁移“非常引人注目”。那里的一些以前的淡水湖现在完全由盐水组成，取代了当地社区喜爱的巨骨舌鱼等鱼类。让桑托斯和其他人感到不安的是变化发生的速度有多快：随着海岸沿线的滨鸟和大型无脊椎动物的栖息地消失，更内陆的重要湿地正在迅速变成密集的红树林。
在澳大利亚莱卡特河河口，降水增加和沉积物累积增加导致红树林向卡奔塔利亚湾扩张；而在以西几英里的地方，由于湿地长期洪水泛滥，红树林正趋向内陆。在新西兰，研究人员记录了奥克兰周围红树林迅速向海迁移的现象。随着时间的推移，那里的人们为了适应农业而改造了河流，沉积物增加，加上田地径流中氮和磷的含量升高，推动了红树林的迁移。
在追踪了红树林沿着佛罗里达州海岸线的移动轨迹后，费勒开始查阅历史文献，寻找关于红树林早期分布情况的线索。那时，她发现了一个轶事，这个轶事颠覆了研究人员对红树林在美国分布范围的所有认知。
1867 年，博物学家约翰·缪尔徒步开始了他的南方之旅。他对这次旅行的记述在他 1916 年出版的《到海湾的千里跋涉》一书中 posthumously 发表。有一次，缪尔从佐治亚州渡过圣玛丽斯河进入佛罗里达州。当他的船漂向河边小镇费南迪纳海滩时，他看到“成堆的红树林和覆盖着苔藓的奇异树木森林在远处低矮地出现”。这大约在糖果红树林以北 15 英里处。如果描述准确，那么目前关于红树林从未生长到如此北部的共识就是错误的。费勒最终找到了 1837 年的另一处提及和 1821 年的一份记录。她最终将踪迹追溯到 1788 年，当时法国植物学家和探险家安德烈·米肖在糖果红树林以南发现了红树林。
研究人员切斯·弗瓦克（左）和斯科特·琼斯（右）记录了圣玛丽斯河畔的一棵黑树，这条河构成了佛罗里达州和佐治亚州的部分边界。
彼得·埃西克
然后，费勒根据柑橘种植者的记录绘制了霜冻时间线，以及飓风路径图。（2017 年飓风艾尔玛过后，费勒在佐治亚州边界以北 20 英里的杰基尔岛海滩上发现了红树林胚轴。她甚至发现了完整的根和树枝。）她将所有这些笔记发送给了加州大学洛杉矶分校环境与可持续发展研究所的助理教授凯尔·卡瓦诺。卡瓦诺收集了 1950 年至 2017 年佛罗里达州海岸的气候数据。史密森尼学会的研究员威尔弗里德·罗德里格斯整理了圣奥古斯丁以南马坦萨斯入口自 1942 年以来的航空照片。记录、数据和图像共同揭示了红树林奇特的扩张和收缩现象。
该团队在 2019 年发表的一篇论文中得出结论，红树林不仅仅是向北迁移。相反，植物的运动非常复杂，长期以来，植物一直在向北和向南两个方向移动——“状态转变”是由天气决定的。霜冻将红树林边界向南推移。栖息地通常被盐沼取代。但在温和的冬季和活跃的飓风季节，红树林森林又会缓慢地向北迁移。
费勒说，在 1700 年代后期至 2017 年间，佛罗里达州东北部的红树林和盐沼之间至少发生了六次流动的转变。但研究人员表示，随着年平均气温持续上升、霜冻减少以及飓风变得更加强大，近年来红树林向北迁移可能成为永久性的。很快，红树林将蔓延到佐治亚州，然后不可避免地蔓延到南卡罗来纳州。树木不仅仅是在向北行进；它们是在要素允许的情况下大步前进，只有当冷空气到达南方时才会略微后退，即使后退，幅度也很小。
2024 年 1 月，弗瓦克和琼斯邀请我加入他们，一起寻找亚热带地区的下一个生物边界。他们将一艘小艇放入拿骚河，在糖果红树林以北几英里的地方，然后随着潮汐上涨向北行驶，穿过内陆地区，直到我们到达南北走向的沿海内航道。我们最初的搜索一无所获。然而，当我们向北行驶四英里时，我们都喊道：“在那儿！”一棵鲜明的红树出现在一片雪松林旁。弗瓦克和琼斯欣喜若狂；这比他们见过的任何红树林都更靠北，而且还是一棵红树。几分钟后，我们又发现了一棵红树——新的最北端的树。弗瓦克和琼斯使用 GPS 设备、平板电脑和一个橙色笔记本，记录了坐标、海拔和植物测量数据。*
随着红树林向极地推进，它们可能会将盐沼转变为树木和草地的混合体，或者完全取代盐沼。
彼得·埃西克
我们继续向北前往费南迪纳海滩。不到五分钟后，琼斯指着说：“在那儿。”又是一棵红树，这次是一棵黑树。那天余下的时间里，情况都是这样，我们发现一棵又一棵树，越来越往北——在阿米莉亚河、兰斯福德溪以及构成老虎岛沼泽地网络的深处，老虎岛靠近佐治亚州南部边界。当我们到达州界线时，圣玛丽斯河流入大西洋的地方，我们已经记录了 19 棵连续的“最北端”红树林，其中大部分是红树。
随着风力减弱，弗瓦克忍不住临时决定穿越河流进入佐治亚州。那里的沼泽地感觉无边无际，海岸线上的活橡树古老而苍劲。广阔的圣玛丽斯河在沼泽地带石灰绿色的边缘之间奔流而出，注入坎伯兰岛。当我们靠近另一条海岸线时，一株植物从草丛中探出头来。琼斯持怀疑态度，但弗瓦克笑了。这真的会是一棵红树林吗，佐治亚州的第一棵红树林？当弗瓦克将船开到一片牡蛎礁上时，琼斯跑向那株植物。他跑到岸顶，回头一看，笑容满面。弗瓦克只是笑了笑，收拾起他的设备。“我真是该死，”他说。
在回程的路上，弗瓦克胳膊上纹着之前最北端红树林的坐标，他想预约更新一下纹身。回到卡车上，他们打电话给费勒，告诉她他们发现了 21 棵新的最北端红树林。其中两棵在佐治亚州。“不可能！”红树林女王喊道。“我马上就去。”
*编者注 (2024 年 10 月 2 日)：此句在发布后经过编辑，以更正对 GPS 设备的描述。