干預自然的科學論據

氣候變化威脅下物種遷移背後的科學

印第安納州聖母大學的生態學家傑西卡·赫爾曼正在進行一項艱苦的研究，這項研究可以幫助指導那些希望遷移物種的人。赫爾曼在溫哥華島等地工作，研究一種大多數人認為屬於加利福尼亞州的橡樹稀樹草原生態系統。這些稀樹草原的主要角色被稱為加里橡樹或俄勒岡白橡樹，通常是形狀獨特的粗壯大樹。在它們的樹冠下，生長著長滿野花的苔蘚草地，包括毛茛和星形的藍色卡馬斯。對於加拿大人來說，這種生態系統是他們喜愛的一種從常綠植物占主導地位的景觀中脫穎而出的地方。據非營利組織加里橡樹生態系統恢復小組稱，在加拿大的這些生態系統中，“大約有100種植物、哺乳動物、爬行動物、鳥類、蝴蝶和其他昆蟲被正式列為‘瀕危’物種”。這些加里橡樹稀樹草原的分佈範圍從加利福尼亞州中部一直延伸到溫哥華島中部，緊靠太平洋沿岸。這些稀樹草原在加拿大非常罕見，並受到土地開發的威脅。赫爾曼認為，隨著氣候變暖，不列顛哥倫比亞省人可能會有興趣在島上更北的地方，甚至在該省大陸地區建立這樣的生態系統。因此，她研究中的一個問題直接關係到這樣的舉動是否會奏效。

例如，加里橡樹稀樹草原的基本組成部分是什麼？其中哪些限制了它在北方的分佈範圍？加里橡樹系統能夠自行遷移嗎？如果可以，生態系統中移動性更強的成分，例如蝴蝶，會先移動嗎？如果有人要遷移生態系統，是使用來自分佈範圍北緣的生物來播種新地點最好，還是來自分佈範圍中心的生物會更好？最後一個問題很重要，因為赫爾曼預計，隨著從南向北移動，蝴蝶、橡樹和該系統的其他組成部分將證明存在遺傳差異。例如，溫哥華島上的蝴蝶在基因上與它們在大陸上的同類不同。“你會把整個梯度都帶上，然後把所有人都轉移走嗎？”赫爾曼問道。

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獲得這些問題的答案都始於租房子。生態研究是一項艱鉅的工作，可以用一兩句話概括的結果代表著多年後勤管理、艱苦的實地工作和咖啡因推動的寫作狂潮的艱難成果。為了瞭解溫哥華島上加里橡樹稀樹草原的動態，赫爾曼首先必須獲得資助來進行這項工作，方法是提出一份足以擊敗競爭對手的引人注目的提案。一旦她獲得了資金，她就必須建立一個當地的總部，在本例中，是位於不列顛哥倫比亞省萊迪史密斯的一所房子。然後，她招募了一個團隊，包括來自安大略大學的博士生卡羅琳·威廉姆斯和來自布朗大學的本科生安德烈·伯尼爾，來完成大部分的日常工作。在衛星照片和租車環島旅行的幫助下，她確定了加里橡樹地點和可能遷移的加里橡樹地點，設計了幾個實驗，購買了收集資料和飼養蝴蝶的裝置，對資料收集裝置進行了臨時改造，使其能夠在野外生存，併為團隊購買了車輛。而這只是兩個總部之一。她不得不在俄勒岡州加里橡樹稀樹草原範圍的中心為一支團隊重複同樣的程式。俄勒岡州的地點充當控制點，她將範圍邊緣的發現與之進行比較。

隨著氣候變化，像加里橡樹這樣的植物和動物突然發現自己處於不適宜的區域。有些正在移動。科學家們正在記錄從蝴蝶到樹木等生物的向上移動的範圍和向兩極移動的範圍。一些物種將能夠跟上氣候變化，但另一些物種會太慢，或者它們的道路會被山谷、山脈、城市甚至一條道路所阻擋。被困在它們以前的家園中，它們將斷斷續續地變成不同的東西，也許是更熱更乾燥的東西，它們將會滅絕。

保護主義者越來越多地考慮在氣候變化之前遷移植物和動物到它們在溫暖的未來可能繁榮的地方。但他們猶豫不決，而且很緊張；輔助遷移與許多人從小就接觸到的保護相去甚遠。

在研究了現有生態系統的無限複雜運作一輩子之後，將一個物種從一個生態系統轉移到另一個生態系統的想法聽起來是一個可怕的想法。這些生物可能會死亡，因為你不知道它們確切的生存需求——一些特定的土壤微生物或微氣候條件。或者，在更糟糕的情況下，它們可能會做得很好，以至於它們成為可怕的“入侵物種”，佔據主導地位並排擠本土物種。當人類意外地創造出一個入侵物種時，這是一回事。人類很愚蠢。但是，在今天，在我們知道了一切的情況下，故意這樣做？對於許多生態學家和保護生物學家來說，這簡直是瘋了。但是...如果我們什麼都不做，看著植物和動物因為我們引起的氣候變化而滅絕呢？

關於氣候變化有趣的是，它將兩個常見的假設相互對立：原始自然的迷思和每個區域正確基線的迷思。如果人類在自然之外，並且人類導致了氣候變化，那麼由此得出，人類應該做好事——應該確保在沒有氣候變化的情況下會生存下來的物種生存下來，無論如何——即使這意味著將受壓迫的生物遷移到它們可以在新氣候下繁榮的新地方。但是，如果生態系統有一個我們必須返回的正確基線——第二個假設——那麼我們絕對不能將物種從一個區域遷移到另一個區域。這樣做會違反基線，等同於故意創造入侵物種。這種難題已經使許多科學家癱瘓了。

支援將受氣溫上升威脅的植物和動物遷移到更適宜居住的地方的人更關心物種滅絕速度的加快，而反對者更擔心共同進化的生態系統的完整性。但總的來說，科學家們對整個想法感到非常害怕。

為了瞭解更多資訊，我參觀了赫爾曼的北部地點。我去的那個星期，赫爾曼也在拜訪團隊，以確保一切安好，從野外下載資料，並檢查移植的橡樹。我們四個人一起在溫哥華島的陸地一側上下行駛，反覆穿過生態系統的範圍限制，並參觀軍事基地、公共公園、為林業管理的“王室土地”和私人擁有的自然保護區。從車上可以看到，該島似乎是一片針葉樹的覆蓋層，其中土地被開闢為道路和城鎮。加里橡樹的地點是隱藏的寶藏，隱藏在蜿蜒的道路上，在道格拉斯冷杉和鐵杉的海洋中，一小片鮮花、草地和巨大的粗壯橡樹。我明白為什麼加拿大人覺得它們如此迷人。我也明白為什麼它們可能無法自行向北遷移。

赫爾曼正在所有這些地點收集兩種蝴蝶，暗翅弄蝶和燕尾蝶，並繁殖它們，以便她可以觀察到分佈範圍不同部分的蝴蝶之間的差異。基本上，她正在嘗試確定最北端的蝴蝶是否特別適應它們在分佈範圍邊緣的生存，或者它們實際上是否或多或少很痛苦，並且夢想著加利福尼亞州。“我正在嘗試問它，‘你喜歡住在哪裡？’”她說。如果蝴蝶會回答說，“啊，北加利福尼亞，那是故鄉”，那麼人們可能會期望，隨著氣候變暖，溫哥華島的蝴蝶會變得更快樂、更健康，繁殖得更頻繁，並自行向北推進。如果它們會回答說，“溫哥華島！我們是本地適應的”，那麼氣候變暖應該會使它們不太健康——並且它們可能會在需要一個強大的種群向北擴張的時候下降。如果是這種情況，它們可能需要幫助才能向北遷移。赫爾曼預計在暗翅弄蝶中會看到更多的本地適應，而不是在燕尾蝶中，因為它們與南方的同類隔離得更遠。暗翅弄蝶飛得不好，而且它只以橡樹葉為食，所以許多種群可能像小島一樣生活在特定的加里橡樹地點，永遠不會與來自下一個稀樹草原的蝴蝶繁殖。

當我與赫爾曼和她的團隊在島上上下行駛時，我瞭解到加里橡樹研究還有另一個複雜的問題。它們正在研究的一些地點可能至少部分是人為造成的。歐洲人到來之前的溫哥華島居民也喜歡這些系統，並透過火來維護它們。除了它們的美學品質外，橡樹草地更容易狩獵，並且以卡馬斯鱗莖的形式提供了額外的卡路里。雖然岩石斜坡上的加里橡樹草地可能能夠照顧自己，但保護管理者發現很難阻止針葉樹侵佔肥沃土壤上的加里橡樹稀樹草原。他們已經訴諸於修剪和砍伐侵佔的道格拉斯冷杉。

為了瞭解更多，我拜訪了不列顛哥倫比亞大學的年輕保護生物學家馬克·維倫德。維倫德帶我參觀了幾處加里橡樹的生長地，當我們單列行走在纖細但古老而扭曲的橡樹樹幹之間，穿過毛茛、射星花、洛瑪提烏姆和卡馬斯時，他給我講述了一個故事。“八千年前，溫哥華島的氣候更加溫暖乾燥，”維倫德說。“那時橡樹和花卉可能分佈更廣，後來只是透過人們的焚燒才得以維持。”

於是，我問他，如果氣候變冷後，人們不再焚燒這些區域，加拿大的一些花卉物種會不會滅絕？他像一位真正的科學家一樣回答：“那不是一個不合理的假設。”

因此，加拿大的加里橡樹稀樹草原是人類的產物，受到人類活動的威脅。而人們卻擔心，透過人類將它們向北遷移來拯救它們是“不自然的”？肯定地，輔助遷移這些生態系統只是在延續我們人類幾千年來對它們的照顧。

赫爾曼的一個地點是坎貝爾河附近樹林中一小片光禿禿的岩石空地，位於最後一片加里橡樹的北面。選擇這個地點是作為人們可能將橡樹、蝴蝶、花卉以及構成小仙境稀樹草原的所有其他物種遷移到的地方的一個例子。然而，現在它已經被佔據了。裸露的岩石覆蓋著厚厚的酸綠色苔蘚，其中點綴著草葉，並散落著一團團麋鹿糞便。小灌木生長在岩石之間；在這四月下旬的一天，它們的葉子仍然是微小的紅色芽，它們更像是各種地衣的展示架。熊也會光顧這片空地，這讓下載資料的研究人員有些擔憂。這是一個非常迷人的森林房間，周圍是花旗松的牆壁，但它沒有像加里橡樹稀樹草原那樣朗朗上口的名字或粉絲俱樂部。我為它感到有點難過，好像搬家卡車已經在路上了，而且這個地方計劃在當天變成加里橡樹稀樹草原。“氣候變化與冰川期後的重建的不同之處在於，這些北部地區已經滿了，”赫爾曼說。

儘管幾個看起來像超大號手錶電池的氣候感測器因潮溼而無法正常記錄（儘管它們被小心地用膠帶粘在塑膠藥盒裡），但團隊的氣氛仍然很愉快。他們搬到該地點的橡樹被放在盆裡，這樣赫爾曼就可以觀察到，如果將以它們為食的蝴蝶移到空地上會怎麼樣。當然，如果橡樹是種在地上而不是盆裡，就更像真正的遷移；每個園丁都知道盆栽植物更容易受到寒冷的影響。但是，儘管赫爾曼獲得了政府的許可將這些橡樹直接種在地上，但她仍然無法親自將加里橡樹移過其記錄的範圍。

她仍然很矛盾。“從哲學上講，我們正在進入一個我不太適應的干預主義時代，”她說。但另一方面，“我還沒有適應物種將要滅絕的數量這個想法。東西比以前少了。這是我們應該關心的一件事。我不太關心它如何配置，而更關心它的存在。”

當赫爾曼和她的同僚們煩惱和研究時，一場偉大的、不協調的、非官方的輔助遷移已經開始。一群公民科學家將許多佛羅里達榧樹的幼苗向北遷移，佛羅里達榧樹是世界上最稀有的常綠樹種之一，目前在其美國南部的狹小範圍內正被烤死。許多自然資源保護主義者預測，特定物種的愛好者會爆發類似的行動。對歐洲苗圃出售的約 350 種本土歐洲植物的分析表明，其中 73% 的植物現在在比其原生範圍更北的地方出售，平均偏移約 600 英里。根據植物學家釋出的官方範圍，粉紅色的岩石肥皂草在德國以北不生長。但你可以在瑞典購買並在你的花園裡種植它。研究人員認為，這些商業活動可能有助於這些物種在氣候變化時適應。“雖然關於輔助遷移的辯論仍在繼續，”他們寫道，“但很明顯，在全球範圍內，我們已經讓許多物種在氣候變化方面無意中取得了先機。”

毫無疑問是真的。但這些種子目錄中可能很少有苔蘚、地衣或無脊椎動物。人們往往更關心某些型別的物種。因此，赫爾曼說她不認為這種方法是“在氣候變化的威脅下拯救生物多樣性的靈丹妙藥”。“有一些物種非常重要，對於真正重要的物種，人們會這樣做……但我很難想象我們將如何將其應用於所有的甲蟲和微生物，即絕大多數的生物多樣性。沒有人會把它們撿起來並移動它們。”