旧金山——一万六千年前，猛犸象、白令狮和短面熊漫步在横跨北美延伸至阿拉斯加的草地草原上。
两千年后——相当于地质时间中的眨眼一瞬——这些动物在如今的阿拉斯加地区灭绝了。草原已被覆盖着苔藓、莎草和地衣的泥炭土壤所取代。
科学家们在美国地球物理学会秋季会议上展示了新的研究，他们表示温暖潮湿的条件帮助启动了将猛犸草原转变为今天阿拉斯加苔原的开关——这一事件暗示了一个生态系统可以多么迅速地转变。
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他们现在提出的问题是，气候变化是否正将阿拉斯加推向另一次主要的生物群落转变，类似于数千年前从草地草原到泥炭苔原的突然转变。
阿拉斯加大学的地质学家丹尼尔·曼恩将这些突变比作突然掀翻独木舟。
“我们正处于环境快速变化的时期，基本上，我们想知道我们乘坐的是哪种独木舟，”他说。“其中一些独木舟有更突然的翻覆阈值。”
这种情况也引发了关于适应性极限的问题：哪些物种可以在其习性发生突变时生存下来？哪些物种会繁荣发展？哪些物种将被抛在后面？
在阿拉斯加遥远的过去，从草原到苔原的转变过程中，猛犸象、狮子和短面熊灭绝了。马和野牛在该地区消失了，尽管这些动物的种群在世界其他地区幸存了下来。但是，驯鹿和麝牛成功地过渡到了新的苔原景观，并在那里延续至今。
寻找临界点
明德学院的生物学家安德里亚·劳埃德正在使用树木年轮来研究阿拉斯加北方森林的变化。她的研究表明，与猛犸象一样，阿拉斯加内陆的云杉和白杨林将难以应对未来的气候变化，因为它们的栖息地变得更加温暖干燥。
劳埃德试图回答的问题是，这种变化何时会发生。
“我们正在尝试看看是否可以使用树木年轮数据来观察到即将到来的系统转变，”她说。“关于快速生态变化的事情是，在后视镜中很容易看到它们。...当它们正在发生时，就很难看到了。”
随着气候变暖，阿拉斯加北方森林的北部边缘正在向上蔓延，使曾经太冷而树木无法茁壮生长的地区变得适宜居住。劳埃德的工作重点是北方森林的南部边缘，那里茂密的云杉林让位于白杨，然后是草原。
她的研究表明，这两种类型的树木在凉爽、潮湿的年份生长得最好，而相对少量的变暖就会减少这种生长。
劳埃德说：“由于预计阿拉斯加内陆在本世纪将变得更加温暖干燥，因此‘这两种树木都有可能消失，并被耐旱的鼠尾草、草地地区所取代’。”
伍兹霍尔研究中心的生态学家彼得·贝克说，更频繁的野火和虫害——它们本身也受到气候变化的影响——可以帮助加速这种转变。
贝克的工作将植被生长的卫星观测与树木年轮数据相结合，结果表明，虽然北方森林的北部地区正在蓬勃发展，但阿拉斯加布鲁克斯山脉以南的树木生长由于干旱胁迫而正在放缓。
“我们看到北方森林的理想范围正在向北移动，”贝克说。“我不知道独木舟倾覆和系统广泛变化会在什么时间尺度上发生，但我认为我们现在所处的阶段是，问题是它们是否可能在 21 世纪的时间尺度上发生。”
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