刚果共和国雨林中揭示的大象和猩猩的隐秘游乐场

在刚果共和国茂密的雨林中,科学家们绘制了一个奇特开阔的空地网络,野生动物会去那里觅食和聚会

Aerial view of two elephants trekking through a rainforest.

大象跋涉穿过广阔的雨林拜伊

艾琳·加莱拉/非洲公园

生活在刚果共和国雨林中的大象和猩猩花了大量时间躲藏在阴影中——我们之前是这么认为的。 通过无人机调查和人工智能处理,科学家们发现了一个广泛的网络,由树木之间神秘地开阔的草地和莎草空地组成。 大象、猩猩和其他标志性动物会光顾这些被称为拜伊的泥泞场地(在当地土著巴阿卡人的语言中),以寻找重要的营养并维持其复杂的社交网络。 在卫星图像中可以看到众多的游乐场,人工智能分析正在帮助研究人员更有效地找到它们。

对拜伊网络惊人规模的认识始于实地考察。 2021年5月,刚果共和国北部奥扎拉-科科阿国家公园的当地植物学家西尔万·恩古马带领一个小研究团队穿过雨林翠绿的箭根薯地。 当时是哈佛大学二年级研究生的埃文·霍克里奇与恩古马一起寻找论文选题。 当他们行走时,森林中 150 英尺高的木棉树和红铁木树冠突然在一个空旷的草地上结束,其大小相当于时代广场。 恩古马指着一条湿漉漉的、盆大小的脚印,穿过树林通向空旷的圆形场地,喃喃说道:“Les éléphants。”

“如果不首先了解拜伊,你就无法理解动物的互动。”——埃文·霍克里奇,哈佛大学


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霍克里奇计划研究森林动物的行为,并曾认为拜伊是他数据收集中的异常现象。 “我弄反了,”他说。 “当我到达那里时,我突然意识到:这些巨大的拜伊,前面是水牛,中间是大象……如果不首先了解拜伊,你就无法理解动物的互动。”

在接下来的三个夏天,霍克里奇和他的同事们调查了这些空地。 他们首先筛选了放置在 13 个已知拜伊周围的 200 多万张相机陷阱图像,证实了许多当地人告诉他们的——这些天然空地是一些世界上最濒危哺乳动物的重要聚集地。 常客包括:森林象聚集在一起食用营养丰富的土壤。 西部低地大猩猩拜伊植物富含盐分的根为食。 森林水牛、蓝小羚羊、沼林羚和甚至俾格米小羚羊——一种夜间活动的森林羚羊,长着巨大的螺旋角——在拜伊周围吃草。 有蹄类动物反过来又吸引了斑鬣狗和狮子等掠食者。 研究人员意识到,拜伊是森林居民的大熔炉,大游乐场。

Elephants and other animals congregate at a watering hole in the Republic of Congo.

大象和其他动物聚集在刚果共和国的拜伊游乐场。

艾琳·加莱拉/非洲公园

“看到象群、猩猩或巨型森林野猪从森林边缘出现,沐浴在阳光和社会交往的机会中,然后再溜回凉爽的森林内部,真是太神奇了,”安博塞利大象信托基金会研究副主任维姬·费什洛克说,她没有参与霍克里奇和恩古马的工作。 拜伊就像维也纳的咖啡馆:动物聚会的社交场所。 象群家庭会面,幼崽被介绍认识。 在开阔的空间里,它们可以清楚地看到彼此。 据奥扎拉公园管理者称,小象在泥地里玩耍,或者花大量时间追逐鸟类。 雌性大猩猩可以更好地观察独居的雄性,并决定是否加入它们。 食草动物带着幼崽吃草,可能是因为空地使它们更容易发现掠食者。

在最初的调查中,团队经常沿着象群的踪迹——所谓的大象大道——在雨林中从一个拜伊移动到另一个拜伊。 这一过程让霍克里奇开始思考一个网络。 尽管之前的研究记录了选定拜伊中的动物行为,但没有人统计过它们的数量或掌握绘制其分布图的方法。

要做到这一点,就需要飞上天空。 该团队与管理奥扎拉的非营利组织非洲公园合作,驾驶配备高分辨率激光雷达的无人机飞越公园管理员已经知道的约 220 个拜伊,收集结构和光谱特征。 研究人员使用这些信息来训练机器学习算法,该算法从卫星图像中挑选出拜伊。 在生态学杂志上发表的一项研究中,霍克里奇和恩古马绘制了一个康涅狄格州大小的国家公园中所有拜伊的地图,发现了 2,176 个拜伊——是公园管理部门之前已知的 10 倍。 (披露:本文的作者大众科学文章以前隶属于高级研究作者在哈佛大学的实验室,但未参与这项工作。)

An aerial view of a clearing in the rainforest.

刚果共和国奥扎拉-科科阿国家公园的拜伊

格威利·吉本/非洲公园

拜伊总是位于河流或溪流附近。 大多数都小于一个城市街区,但少数超过 100 英亩的拜伊比一些大学校园还要大。 “尤其是在西方,我们通常将雨林视为一片连续的[树木]海洋,但我们需要考虑森林不再存在的地方,”霍克里奇说。 “拜伊最终是资源岛屿,动物产生这些小径网络,本质上是为了导航到拜伊的节点网络和从拜伊的节点网络导航出来。”

研究人员绘制的拜伊地图是同类地图中的第一张,也是一张保护优先事项地图。 “我们发现,绝大部分动物群落都依赖于这种独特的生态系统。 除了拜伊之外,这些物种没有其他替代栖息地,”霍克里奇说。 “我们把很多动物都命名为森林象、森林水牛,但如果你看看它们的迁徙模式以及它们在拜伊中花费的时间,它们几乎就像空地专家。”

高级研究作者、哈佛大学生物和进化生物学系的生态学家安德鲁·戴维斯说,观察者只是在最近才能够清楚地看到这个网络,因为卫星分辨率和计算能力得到了提高。 戴维斯希望应用相同的算法来绘制整个刚果盆地(世界第二大雨林)的拜伊

这项研究也是朝着解决最终谜团迈出的一步:拜伊是如何形成的? 许多生态学家认为,水文和动物景观塑造(尤其是森林象)的结合在起作用。 但确凿的证据一直难以捉摸; 从来没有人记录过它们的形成或衰退。 现在,有了地图在手,相机陷阱仍然就位,研究团队正在跟踪长期变化,这关系到这些关键动物栖息地的维护。 例如,猖獗的象牙盗猎是否会影响大象种群,从而影响拜伊? 气候变化是否会导致拜伊萎缩或扩张?

“我们有假设,”戴维斯坦言,“但简短的回答是:我们不知道。”

本文的一个版本题为“雨林游乐场”,经过改编后收录在 2025 年 1 月号的《大众科学》杂志中。 本文反映了该版本,并增加了一些为印刷而删节的材料。

王正阳 是中国四川大学的作家和保护生物学家。 他使用分子生态学和遥感技术来追踪景观中的动物。

更多作者:王正阳
大众科学 Magazine Vol 332 Issue 1本文最初以“雨林游乐场”为标题发表于《大众科学杂志》第 332 卷第 1 期(),第 10 页
doi:10.1038/scientificamerican012025-6PSBLeYjsyMXhwGTappLuC
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