當一位科學(xué)家于20世紀初研究這個峽灣時，這片地區(qū)完全被約翰?霍普金斯冰川所覆蓋，如今這里則是大片開闊的水面。
攝影：BRIAN BUMA
撰文：Craig Welch
翻閱一堆發(fā)霉的美國中西部舊報紙，搜尋100年前的手繪地圖，獲取散布著狼和棕熊的昔日阿拉斯加叢林的信息，通常這并不是生態(tài)學(xué)家慣用的工作方式。事實上，科學(xué)家Brian Buma就是通過這種方式，來追蹤一位傳奇科學(xué)家的研究。這位傳奇堪稱現(xiàn)代生態(tài)學(xué)教父，他在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域聲名顯赫，以至于美國生態(tài)學(xué)學(xué)會專門設(shè)立了一項以他命名的獎項。
Buma是阿拉斯加大學(xué)東南分校的副教授，過去他一直在廣袤的阿拉斯加冰川灣國家公園中尋找微型樣地。這些樣地是由植物學(xué)家William Skinner Cooper 于1916年首次圈定的。樣地極為重要，此項目也是科學(xué)界持續(xù)時間最長的自然實驗之一，有助于我們認識美國研究最多且最具活力的地區(qū)。
Cooper熟知冰川灣的悠久歷史，他閱讀過18世紀的喬治?溫哥華船長的探險日記，曾沿著約翰?繆爾的足跡探索過冰川灣。早在1925年，Cooper就牽頭提議將冰川灣設(shè)立為國家公園，55年后他的夢想終于實現(xiàn)了。
由于Cooper在冰川灣國家公園中隱秘樣地的驚人發(fā)現(xiàn)，這項開創(chuàng)性研究寫入了大學(xué)教科書，但不知為何卻慢慢被人淡忘。Buma決定將其找回。
“我是看著《奪寶奇兵》長大的，一直喜歡探尋古跡，探索遺忘之地，不斷突破極限。尋找樣地的過程就囊括了所有這些元素，”Buma說道。
于是，去年夏天，在國家地理的資助下，他帶著古老的影像資料、一個金屬探測器和防熊噴霧來到了冰川灣國家公園，最終找到了Cooper創(chuàng)建的樣地。隨著氣候的改變，植物群落也產(chǎn)生了驚人變化，如今他正通過這些樣地引領(lǐng)大家重新認識植物群落的變化方式。當?shù)貢r間本周四，在美國生態(tài)學(xué)學(xué)會發(fā)表的一篇論文中，Buma提出如下觀點：冰川灣國家公園的冰川比地球上任何其它地方消融的都快，新的灌木、林木如雨后春筍般出現(xiàn)，只是不像人們認為的那樣簡單、有規(guī)律，就像Cooper曾經(jīng)證明的那樣。
“人們認為植物群落一直按照非常有序的方式變化，每次你走進一個擁有上千年歷史的森林，看起來一切都沒變。除非能夠長期觀察景觀的變化，否則無法檢驗上述觀點正確與否。過去Cooper一直嘗試通過長期觀察解決這個謎題，現(xiàn)在我們又重新恢復(fù)了這一方法，”Buma說道。
這些照片展示了幾十年來一些樣地發(fā)生的巨大變化。
供圖：BRIAN BUMA
探尋古老秘密
對Buma來說，冰川灣一開始就是個迷。1794年，英國探險家溫哥華在冰川灣發(fā)現(xiàn)了一座32公里寬、1200米厚的冰山，整個海岸線都被巨大的冰山群覆蓋，這就是冰川灣的首份非本地記錄。1879年，Muir到訪該地區(qū)，希望能實時觀察冰川如何塑造地形，彼時冰川灣的冰線已經(jīng)后退了近80公里。
1916年，Cooper來到阿拉斯加，在融冰下方的荒原上，他利用溫哥華繪制的地圖圈出一些小型樣地，來追蹤研究樣地上植物群落的變化規(guī)律。幾十年來，隨著肥沃的土壤和云杉、柳樹先后出現(xiàn)，他和學(xué)生注意到每塊樣地生長的植物都存在略微差別。Cooper漸漸老去，他的學(xué)生則繼續(xù)記錄著這片地區(qū)的變化。
“這就是Cooper所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。利用這些樣地能夠開展長期實驗，研究這片地區(qū)不斷出現(xiàn)的發(fā)展變化，真是不可多得的機會，”冰川灣國家公園生態(tài)學(xué)家Lewis Sharman說道。
“他建立了世界上運行時間最長的樣地系統(tǒng)，從樣地中獲取的信息塑造了我們對地球生態(tài)的認識，這堪稱奠基性的研究，”Buma說道。
然而，到了20世紀90年代初，這些樣地就被拋棄了。最后一個知道樣地位置的人已經(jīng)離世。冰川灣的景觀仍在變化，但這些獨特的“窗口”卻早已遺失。
于是Buma前往明尼蘇達大學(xué)尋找曾經(jīng)的檔案。他找到了Cooper的原始數(shù)據(jù)，包括古老的照片、始于1916年的手寫筆記本和大量草圖。在Cooper的記錄說明上，有些類似海盜地圖的標注：找到一塊大巖石，向北偏轉(zhuǎn)15°，直走45步，你將會發(fā)現(xiàn)一塊稍小的巖石。Buma把所有原始資料都復(fù)印了一份。
Buma來到阿拉斯加，乘皮艇游覽了冰川灣國家公園的最遠端。不過，一切都發(fā)生了巨大變化。磁北極也產(chǎn)生了移動，曾經(jīng)的巖石被大鐵釘取代，柳樹林跟兒童攀登架一樣密集?！坝袝r候前進1公里就需要半小時?！币宦飞线€有熊和狼出沒。
他發(fā)現(xiàn)了Cooper創(chuàng)建的樣地，通過這些樣地可以發(fā)現(xiàn)許多信息。
在Cooper的研究過程中，這片地區(qū)的森林迅速生長。
改寫教科書？
其中一塊樣地上生長著2米多高的柳樹，地面上堆積著死去的灌木叢。在相隔18米的地方，另一塊樣地已被一棵大云杉蔭蔽，地上鋪滿了落下的針葉。一些柳樹林看上去與100年前沒有差別，另一些柳林已經(jīng)成為了榿木林的一部分。
“對外行人來說，這是非常有趣的現(xiàn)象。它充分表明大自然是多么變幻莫測，”Buma說道?！傲鴺浞N子偶然落入其中一塊樣地，另一些種子落入另一塊樣地，這些都會造成影響。哪怕是隨意把一塊石頭踢入樣地，100年后可能就會產(chǎn)生很大的影響。”
許多植物演替的生態(tài)學(xué)著作都認為“首先出現(xiàn)的是草本植物，接著是叢生植物，最后才是灌木和演替樹種，”Buma說道。“這些猜測構(gòu)建成了許多模型”，其中許多被科學(xué)家用于預(yù)測氣候變化的影響。Cooper的目的是，反對在科研中嚴重依賴類似推斷的傾向，更多的進行直接觀察，Buma說道。
隨著冰川消退，植物不斷向北方和海拔更高的地方轉(zhuǎn)移，許多科學(xué)家預(yù)測森林將繼續(xù)擴張。但Buma認為實際情況沒那么簡單?！拔覀儾⑽匆姷教嘀参镅萏娆F(xiàn)象，只是看到柳樹和灌木不斷增加，成為壟斷樹種。”
Buma清楚，這些小型樣地不能產(chǎn)生推廣性的結(jié)論，但這并不是說我們不能從中發(fā)現(xiàn)絲毫規(guī)律。植物會對氣候變暖做出不同反應(yīng)，一些向北轉(zhuǎn)移的植物將會阻擋另一些植物的擴張?！靶⌒椭参锿ǔ种拼笮椭参锏陌l(fā)展，這是因為它們移動的速度更快，”Buma說道。
換句話說，“預(yù)測植物會以有序的方式擴張，可能過于簡單，”Buma說道。
Buma準備繼續(xù)開展Cooper的研究，Sharman表示由衷的感謝。
“冰川灣國家公園將會對科研帶來巨大貢獻，Cooper也深知保護它的重要性。具有重大科研價值的國家公園屈指可數(shù)，冰川灣國家公園之所以有如此大的價值，完全是受Cooper的重要影響。” Sharman說道。
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