亞馬遜能拯救地球嗎？

去年十月的一個下午，斯科特·薩萊斯卡在他已經來了17年的偏遠巴西研究站，遇到了比平時更奇怪的歡迎，他來這裡是為了研究亞馬遜雨林是如何呼吸的。當他到達穿過雨林樹冠的67米（220英尺）高的通量塔底部時，他將攀登安全帶扣在鍍鋅鋼安全繩上，開始向上攀爬。薩萊斯卡拖著裝有電子更換部件的搬運袋，一階一階地向上攀登，以便排除安裝在三角形結構高處的兩個故障感測器，該結構每邊只有十八英寸寬，像垂直的喙一樣聳立在茂密的綠色森林之上。

現在通常是旱季的高峰期，但當薩萊斯卡到達叢林避雷針的頂端時，他看到一道不祥的灰色波浪向他襲來，目標是他所站立的鍍鋅鋼尖頂。由於擔心像最近燒燬了一些塔式儀器的雷擊一樣，薩萊斯卡趕緊爬下來，並在季風般的暴雨淹沒研究站數小時熱帶傾盆大雨時，解開了安全帶。

這場不合時宜的風暴只是薩萊斯卡最新一輪亞馬遜實地考察的第一次衝擊，這是一項由同等程度的後勤、開創性科學和gambiarra組成的努力，這是一個巴西葡萄牙語詞彙，基本上意味著麥蓋弗用他心愛的瑞士軍刀和一卷管道膠帶即興解決棘手問題時所做的事情。

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薩萊斯卡研究的主要目的是評估我們所處的氣候困境的影響——本質上是繪製亞馬遜的呼吸狀態——使用比麥蓋弗曾經擁有的工具更精密的工具：用於微氣象測量的聲速風速儀、用於測量葉片年齡的光譜輻射計，以及用於測量單個葉片表面水分蒸發速率的手持式孔隙計。

薩萊斯卡選擇這個地方進行他的工作，是因為世界上最大的連片熱帶雨林蘊藏著可以幫助科學家診斷地球變化生命體徵影響的線索。透過對叢林維持生命的功能進行各種測量，例如光合作用期間單個葉片的水分流失和碳吸收，並將地面葉片生產測量結果與衛星影像進行交叉參考，薩萊斯卡和他的眾多合作者正在建立亞馬遜生物地球化學功能的詳細畫像——正如薩萊斯卡所說，“從葉片到景觀”。

巴西北部塔帕若斯國家森林公園的這個生態研究站，在字面上幫助薩萊斯卡和他的多國同事探索了三個至關重要且相互關聯的科學問題：哪些因素控制著森林與大氣之間在“正常”季節性乾旱時期和厄爾尼諾年份的極端乾旱時期二氧化碳和水蒸氣通量或交換？氣候變化將如何影響540萬平方公里（210萬平方英里）的亞馬遜森林吸收大氣碳（包括化石燃料燃燒增加的碳，而化石燃料燃燒正是導致地球變暖的首要原因）的能力？這些變化的反饋將如何改變地球周圍的環境系統和模式？

氣候科學家現在可以有信心地預測，日益溫暖的世界將產生更極端的天氣模式，這些模式有可能極大地影響熱帶森林的生命週期。更高的溫度可能會使熱帶雨林的部分地區乾涸，並導致更頻繁的乾旱和災難性野火。已被砍伐的受擾森林，或像塔帕若斯這樣因其地理位置而已經相對乾燥的森林，可能會經歷對樹木健康的更大壓力，從而降低這些森林吸收二氧化碳的能力₂的能力。

問題是，“如何以及在多大程度上？”

薩萊斯卡令人驚訝的發現之一是，亞馬遜雨林的這一部分傾向於“變綠”，即使在旱季也繼續吸收二氧化碳——事實上，這裡的樹木在旱季吸收的碳比在雨季更多。這意味著，面對氣候科學家和生態學家預測的地球變暖所帶來的一些變化，至少森林可能比以前想象的更具彈性。

這是個好訊息。然而，為了實現這一目標，亞馬遜雨林必須在廣泛的土地清理以及預計在本世紀末將達到該地區一千萬年來未見的水平的不斷上升的溫度中倖存下來。氣候變化會導致森林成為大氣碳的來源而不是儲存庫或匯的臨界點究竟在哪裡？這是薩萊斯卡和他的合作者試圖回答的問題。

森林裡倒下了一棵樹

即使在理想的情況下，實地研究的範圍也從平凡到艱鉅，無論是在熱帶雨林、挪威北極地區，還是在薩萊斯卡也工作的科羅拉多州落基山脈。為了從亞馬遜的實地考察季中產生任何有用的東西，研究人員必須具備通常的耐力、頑固、毅力、足智多謀、體力、耐心以及將抽象資料點轉化為原創思想和深刻分析的巨大能力。

對於薩萊斯卡在巴西雨林的工作，他在圖森亞利桑那大學生態學和進化生物學教授的主要職業之外，又增加了一系列職位描述：後勤協調員、計算機程式設計師、電氣工程師、人力資源專家、外交官、預算管理員、語言學家、登山者，以及在十月下旬的這一天，伐木工人。

在暴風雨來襲時從通量塔上下來後，薩萊斯卡掛起了他當天使用的安全帶。薩萊斯卡與他的巴西同事，33歲的克萊伯·席爾瓦·坎波斯坐在副駕駛座位上，沿著8公里（5英里）崎嶇不平的土路行駛，這條路通向一條雙車道瀝青路，這條路將帶他們到達團隊“營地”綜合體的相對舒適之地，距離塔帕若斯森林入口還有半小時的車程。

當他開車時，薩萊斯卡轉向席爾瓦·坎波斯，後者是一位當地人，最近在附近的聖塔倫聯邦西帕拉大學（葡萄牙語縮寫為UFOPA）獲得了環境科學碩士學位。在他們兩人之間使用的洋涇浜葡萄牙英語中，薩萊斯卡輕聲說，他希望暴雨期間沒有樹木倒在路上。席爾瓦·坎波斯反駁說：“Não fala assim，”翻譯過來就是“別這麼說！”

不到一百米後，他們遇到了兩棵Cecropia樹，這兩棵樹在暴風雨初期倒在了泥濘的小路上，暴風雨仍然沒有停歇。隨著黃昏的光線以熱帶的速度消散，即將給溼漉漉的潮溼環境增添黑暗，薩萊斯卡和席爾瓦·坎波斯評估了情況。他們車裡有一把砍刀，這似乎是一個可笑的小型工具，無法砍斷倒下的樹木，每棵樹的直徑都相當於電線杆。在24公里（15英里）外的營地有一個偶爾可以使用的鏈鋸，但即使有車可用，也沒有可靠的方式與那裡的任何人溝通。在他們的車裡，沒有足夠結實的繩索來拖動倒下的樹木。

當席爾瓦·坎波斯開車返回通量塔取回第二把砍刀時，薩萊斯卡開始砍伐。溫熱的雨水從看似無窮無盡的源頭傾瀉而下，籠罩的黑暗尖叫著赤道威脅。夜幕降臨後，一陣喧鬧的呱呱聲和唧唧聲與雨點聲混雜在一起，形成了一場多感官的森林交響樂，並伴隨著雨水浸透的樹葉和腐爛的黴味。

隱約讓人感到安慰的是，美洲虎很少攻擊人類，而最毒的蝮蛇、黑蠍子、狼蛛、白膝狼蛛和巴西巨型蜈蚣，它們以這片森林為家，往往會遠離大的空地。

樹木垂直於道路的完美軸線倒下，這意味著必須在樹幹上劈開兩個缺口，以便汽車透過。在附近村莊長大的席爾瓦·坎波斯帶著第二把砍刀回來了，像機器一樣工作，每隔幾秒鐘就以戰略角度的砍擊不停地砍伐。薩萊斯卡揮舞著砍刀，意圖不減，但也許練習稍遜一籌，當席爾瓦·坎波斯已經突破了他的那一側時，他只完成了三分之一。

薩萊斯卡汗流浹背，但神情自若，他停下來並引用了古代希臘物理學之父阿基米德的話來計劃下一步。“如果我有一個足夠大的槓桿，”阿基米德的名言，“我就能移動地球。”

他們收起砍刀，設計了一個前工業時代的機械優勢系統，使用樹樁作為支點，較小的樹木作為槓桿。槓桿斷裂了。正如阿基米德可能建議的那樣，他們需要一個更大的槓桿。

儘管遇到了挫折，兩人最終還是清除了障礙，筋疲力盡、汗流浹背、渾身溼透地從雨林中走了出來。

在營地稍作停留後，薩萊斯卡又開車一小時到達聖塔倫，參加巴西同事舉辦的萬聖節派對。他們都聚集在一起歡迎“蘇格蘭奇”（斯科特的名字在這裡的發音）回到亞馬遜。

陷入困境的碳寶庫

自從英國博物學家阿爾弗雷德·羅素·華萊士在19世紀50年代前往聖塔倫研究“永恆夏季統治的遙遠土地”上的生命以來，亞馬遜就吸引了來自廣泛學科的科學家。從地理上看，熱帶雨林橫跨九個國家，面積是美國大陸的三分之二。從生態學上看，它擁有地球上最豐富的生物多樣性：世界鳥類物種的20%，超過400種哺乳動物，40,000種植物物種，以及250萬種已識別的昆蟲物種——更不用說無數其他無脊椎動物以及微生物和真菌生命形式。水文學家知道，亞馬遜河是地球上迄今為止最大的水動脈，它為流入海洋的所有淡水提供了五分之一，超過了世界上下八條最大河流的總和。生物物理學家估計，相當數量的水從熱帶雨林向上流動，每棵熱帶樹木都向大氣中泵出噴泉般的水，為驅動全球水迴圈盡一份力量。

如果您的專業領域是生物地球化學生態學，正如薩萊斯卡描述他的混合研究學科一樣，亞馬遜包含著“碳和水相互作用的寶庫”。

生物地球化學生態學試圖解釋自然界中發生的複雜交換和關係——本質上是確定化學物質和生物系統如何相互作用以維持生命。我們大多數人很少考慮葉片表面上的微小孔隙，稱為氣孔。但這些開口就像微小的嘴，允許葉片消耗二氧化碳並釋放水分。透過光合作用，葉片利用太陽的能量將二氧化碳₂轉化為糖和複合碳水化合物，植物隨後利用這些物質來驅動其功能和構建其結構。當植物進行光合作用時，它釋放氧氣；當它燃燒糖時，它產生二氧化碳₂。在單個葉片內起作用的那些相同過程也在整個森林、生物群落和地球中發揮作用。

但這一切都始於葉片。

每個葉片都是其自身的生物地球化學工廠，產生一系列有助於驅動全球水和碳迴圈的相互作用。薩萊斯卡及其同事的工作是，從他們在森林中觀察和測量到的東西中，弄清楚這些單葉和單株植物的相互作用如何“放大”以產生影響地球生命的全球影響，現在和未來都是如此。

亞馬遜的生物地球化學交換在多個方面都很重要。首先，該地區幅員遼闊、生物多樣性無與倫比，並且在地球碳和水迴圈中發揮著關鍵作用，這意味著亞馬遜發生的事情不會停留在亞馬遜。這個熱帶森林和其他熱帶森林的命運與快速變化的地球在人類世（當前的地質年代，人類已成為影響地球氣候和環境過程的主導力量）的命運息息相關。隨著全球氣溫升高，在地球周圍釋放生態和氣象災難，瞭解這個標誌性生物群落如何運作變得比以往任何時候都更加重要。

“為了提高我們對生態系統的科學知識，我們面前有一項艱鉅的任務，”UFOPA的生物地球化學教授何塞·毛羅·S·莫拉說，他曾與薩萊斯卡的研究小組合作。這項任務更加緊迫，因為自1970年以來，巴西亞馬遜森林因大規模土地擾動而縮減了約五分之一，特別是那些由伐木業和工業化農業種植作物和牛造成的擾動。“我們已經知道這裡不是種植大豆的好地方，”他在聖塔倫附近一家餐廳的午餐中告訴我，午餐是巨型亞馬遜河魚皮拉魯庫。

莫拉放下叉子補充道：“我們也知道這裡真的是森林的好地方。”

前往通量塔

要到達這個研究地點，大約在赤道以南350公里（218英里）處，從您在北美洲的任何出發地到聖塔倫都需要多次轉機。從聖塔倫機場出發，再往南走一小時鄉村雙車道公路，經過越來越小的村莊，村莊裡點綴著lojas（小商店）、borracharias（修理店）和churrascurias（燒烤自助餐），幾乎每家都有自己的陰涼陽臺。隨著人類住區的稀疏，道路沿著右側受保護森林的茂盛邊界，以及左側種植大豆和木薯的被夷為平地的森林。

在塔帕若斯國家森林公園的入口處，一名持槍警衛拿著一個剪貼簿在鎖著的柵欄門前攔住了我們。這位警衛不僅監測科學訪問，還監測潛在的非法伐木者，他熱情地與薩萊斯卡握手並打開了柵欄門。

今天的研究團隊包括砍刀機器席爾瓦·坎波斯和32歲的UFOPA博士生德利安妮·佩尼亞。席爾瓦·坎波斯的主要工作是維護通量塔的基礎設施和儀器，而佩尼亞則一絲不苟地收集關於森林樹木中水分流動的資料。她透過在懸掛在研究地點的懸空走道上時測量單個葉片來實現這一點。團隊的第三名成員是尼爾·普羅哈斯卡，他是薩萊斯卡在亞利桑那大學生態學和進化生物學系的實驗室中36歲的博士候選人。普羅哈斯卡的論文重點研究光合作用和呼吸作用的季節性週期。他精湛的爬樹技巧使他能夠在離地面一百英尺的地方安裝監測裝置，並直接從樹冠上進行測量，有時甚至與該地區的吼猴和捲尾猴面對面。

佔地60萬公頃（2300平方英里[大約特拉華州的大小]）的塔帕若斯森林由奇科·門德斯生物多樣性保護研究所管理，該研究所是以1988年被暗殺的環境活動家命名的。它位於亞馬遜熱帶雨林的北部邊緣，這意味著它比其他熱帶雨林地區更乾燥。由於其相對較長的旱季——長度與雨季大致相等——它可能是預測未來更溫暖、炎熱、乾燥條件（這裡和熱帶地區其他地方）的先兆。

除了亞馬遜研究的日常體力挑戰外，政治優先事項的轉變和資金問題也層出不窮。通量塔的建設始於1999年，是美國宇航局和巴西國家空間研究院INPE之間的合作專案。此後，該塔樓享受了一系列捐助者的資助，包括國家科學基金會。今天，它透過薩萊斯卡實驗室（由美國能源部和其他來源資助）和巴西政府的LBA（亞馬遜大規模生物圈-大氣實驗）之間的合作進行資助。但這種情況正在變化，因為巴西最近的政治危機在該國經濟中引發了漣漪，並導致其國家科學資助機構的重組。薩萊斯卡自己的資金取決於在日益困難的國內資金環境中維持研究經費的流動。

實地研究站的中心是高聳的通量塔，周圍環繞著鎖著的黃色鏈條圍欄，以阻止未經授權的訪客。繃緊的拉索向四個方向延伸，將尖塔固定到位（2006年發生了一次災難性的例外，當時一棵樹倒在幾根拉索上，結構彎曲成兩半，就像表演者鞠躬一樣）。

通量塔裝載了大量感測器，旨在跟蹤通量——氣體進出空間的運動——二氧化碳₂和水蒸氣從森林地面到森林樹冠上方（平均高度約為45米（148英尺））的運動。感測器以每秒八次的頻率在塔樓的多個高度測量二氧化碳₂和水蒸氣濃度，並監測每日和季節性波動。

研究站的神經中樞由兩個小型石灰綠色混凝土牆小屋組成，持續空調以保護資料收集系統免受熱帶地區令人麻痺的溼度和高溫的影響。這些儀器由位於一公里外的柴油發電機供電，高壓線路像一條長長的、起伏的蟒蛇一樣沿著土路旁邊的黑色塑膠導管執行。

一個小屋內部散落著成堆的電線、電纜、聯結器，當然還有計算機，用於處理和儲存來自塔樓系統的資料。第二個小屋堆滿了電纜、備件，以及看起來像是搜救隊的登山安全帶、繩索、登山扣和其他登山裝備的武器庫，這些裝備從來沒有打算用來攀爬45米（150英尺）高的瓜魯布拉那樹。

最後，通量塔周圍的區域佈滿了科學測量裝置，從用於測量土壤水分含量的10米（33英尺）深的坑到各種安裝在樹上的太陽能供電裝置，這些裝置像形狀怪異的水果一樣懸掛在樹上，用於測量森林中的光照質量。

揚起眉毛

53歲的薩萊斯卡是介於不修邊幅、心不在焉的教授和印第安納·瓊斯略遜一籌的哥哥之間的混合體。薩萊斯卡在密爾沃基長大，是一位一位一神教牧師的兒子。對他來說，成長更多的是關於科學展覽而不是橄欖球比賽。他回憶說，他對科學最早的興趣可能體現在，字面意義上，學習模仿倫納德·尼莫伊在《星際迷航》中扮演的瓦肯角色斯波克博士。斯波克是星際飛船企業號的科學官，他可以揚起眉毛來表達他對人類愚蠢行為的困惑。作為宇宙飛船上最聰明的人，他經常這樣做。

到12歲時，薩萊斯卡已經開始“擺弄”，做的事情包括拆開家裡的洗衣機並重新組裝起來。在高中時，他成功地將目標瞄準了麻省理工學院，在那裡他將主修物理學。在20世紀70年代的氯氟碳化合物（CFC）辯論期間，他對科學和政策的交叉點產生了興趣，這是一個科學發現關於臭氧空洞日益擴大的威脅人類的案例，從而導致了迅速的全球行動。

薩萊斯卡曾在拉爾夫·納德的公眾市民組織擔任能源分析師，並擔任環境保護署新興的全球變化部門的顧問。然後他進入加州大學伯克利分校攻讀博士學位，專業是大學的能源與資源小組。在那裡，他遇到了約翰·霍爾德倫，他後來成為奧巴馬總統的科學顧問，薩萊斯卡說霍爾德倫對他產生了深刻的影響。“霍爾德倫總是談論‘科學為人類服務’，”薩萊斯卡回憶道。

在伯克利大學期間，薩萊斯卡參加了哈佛大學客座教授史蒂文·沃夫西的研討會，沃夫西一直在馬薩諸塞州中部哈佛森林（波士頓以西約110公里（68英里））進行早期的通量塔工作。薩萊斯卡透過與沃夫西一起做博士後，進一步鞏固了他已經令人印象深刻的學術背景，然後真正參與到了塔帕若斯新通量塔的建設中。薩萊斯卡回憶說，當他於1999年首次到達現場時，塔樓只不過是“地面上的一根木樁”。

匯還是源？

在雨淋淋的砍刀盛宴後的第二天，我們開車返回塔樓，薩萊斯卡口頭漫談了一些科學史和哲學，這為他的工作提供了背景。他說，人類活動可能影響全球氣候的科學認識始於19世紀中期，約瑟夫·傅立葉和約翰·廷德爾的發現。這與查爾斯·達爾文和阿爾弗雷德·華萊士正在制定進化論的時間大致相同——而華萊士正在亞馬遜漫遊。

然而，又過了100年，查爾斯·大衛·基林才在20世紀50年代開始在夏威夷大島建立長期資料集，該資料集明確顯示大氣中二氧化碳水平不斷上升。這些資料將改變科學史的程序。

基林的測量結果顯示，大氣中二氧化碳水平存在季節性變化，由於光合作用增強，北半球春季二氧化碳水平下降，而在冬季森林停止光合作用時，二氧化碳水平再次上升。更重要的是，幾十年來，“基林曲線”還顯示大氣中二氧化碳的顯著上升軌跡——從1958年的百萬分之315上升到今年冬天的百萬分之405以上。

二氧化碳₂的大量湧入，主要來自化石燃料的燃燒，加上森林覆蓋率的喪失和其他土地擾動以及巨大的人口增長，引發了地球系統的快速變化級聯，從創紀錄的全球平均氣溫和快速的冰川融化到全球無數生物的行為、分佈和壽命的急劇變化。

當薩萊斯卡開始他的職業生涯時，科學界就一個問題展開了激烈的辯論：熱帶雨林是源還是匯，是將碳釋放到大氣中，還是像巨大的、綠葉海綿一樣吸收碳？“沒有人真正知道森林在做什麼，”薩萊斯卡說。二氧化碳₂在一天中的不同時間、一年中的不同時間和年復一年地進出單個葉片的運動如何影響這個關鍵方程式，尤其是在溫暖的世界中條件發生變化時？

薩萊斯卡認為，弄清楚這一點的方法是效仿臭名昭著的銀行搶劫犯威利·薩頓，他說他搶銀行是因為“錢在那裡”。對於薩萊斯卡來說，他對二氧化碳₂在變化的世界中所做的事情感興趣，他決定他需要去碳所在的地方：亞馬遜雨林。

開創新局面

在通量塔於2000年投入使用後，薩萊斯卡沒有等多久就收集到足夠的資料，從而引起了科學界的轟動。2003年，他成為著名期刊《科學》上發表的一篇論文的主要作者，該論文挑戰了森林生態學的正統觀念。傳統觀點認為，在旱季（北半球的秋季和冬季），葉片的光合作用過程減緩甚至停止，因此吸收的大氣二氧化碳₂減少。

但是來自通量塔的測量結果與這些預期背道而馳。在塔帕若斯，早期的測量結果表明，事實上，森林中的許多樹木在旱季都在積極地“萌發”或生長新葉——因此，在一年中的那個時候，光合作用的速度甚至高於雨季。此外，在這個闊葉常綠熱帶森林中，光似乎比降雨量對森林的光合作用舞蹈更重要。之前的假設是，熱帶森林對乾旱非常敏感，因為它們根系淺，無法獲取更深層的土壤水分。

薩萊斯卡的博士後導師沃夫西說，旱季萌發的測量結果非常令人驚訝，以至於薩萊斯卡和團隊開始做任何優秀的科學家都應該做的事情：“試圖打破資料。”他們尋找可能滑入其儀器校準或這些測量結果分析中的異常或人為因素。“當您得到相反的結果時，您會更加努力地尋找，”沃夫西在馬薩諸塞州劍橋市的辦公室接受電話採訪時說。

事實證明，關於季節性葉片生產的傳統景觀生態學智慧來源於溫帶（中緯度）森林和衛星測量，這些資料已納入全球氣候模型中。薩萊斯卡的工作提供了一種觀察熱帶雨林的新方法，這讓一些全球氣候建模者回到了他們的超級計算機，重新思考他們的景觀尺度碳通量數字。“建模者和衛星人員不喜歡被告知他們的想法是顛倒的，”沃夫西說。“事實證明，森林在旱季像雨後春筍般生長。”

以薩萊斯卡為主要作者的《科學》論文標題足夠平淡無奇：亞馬遜森林中的碳：意外的季節性通量和擾動引起的損失。但它幫助該領域開闢了新方向，並鼓勵薩萊斯卡繼續返回塔帕若斯。

空中gambiarra

當我們第二天到達野外站時，薩萊斯卡爬上塔樓排除裝置故障。博士生和空中gambiarra大師普羅哈斯卡帶我參觀了研究地點。他建議我穿上新買的蛇綁腿，以保護我的下肢免受叢林蝮蛇（一種蝮蛇）和其他有毒森林居民的侵害。

普羅哈斯卡是土生土長的圖森人，他從15歲開始攀巖，然後在生物圈2號擔任研究技術員和工業攀巖者，之後將他的攀巖技能應用於馬戲團和音樂會的索具。在攻讀拉丁美洲研究碩士學位期間，他作為技術員加入了薩萊斯卡的塔帕若斯團隊，之後開始攻讀生態學和進化生物學博士學位。普羅哈斯卡能說流利的葡萄牙語，他做各種事情，從在聖塔倫找到可以提取現金支付發電機燃料的自動取款機，到哄回執拗的海關官員手中昂貴的研究裝置。

普羅哈斯卡的高空技能使他能夠在離森林地面30米（100英尺）的地方建立一個非凡的走道網路。他用彈弓和十字弓發射附有魚線的物體，以首次接觸能夠承受他體重的高樹枝。然後，他使用繩索將繩索拉入樹冠，同時測試樹枝的強度。當他準備離開森林地面時，他使用稱為朱馬爾的攀巖上升器以驚人的速度攀爬，這些上升器附在尼龍織帶上，他用尼龍織帶協調他的腳和手臂，進行芭蕾般的垂直舞蹈。

為了結束我們的參觀，普羅哈斯卡帶領我走下200米（218碼）長的木板路，到達“步行塔”，它看起來像一個搖搖欲墜的獨立式腳手架堆，從森林地面升起近140英尺，高於幾乎所有最高的樹木。一個異常打破了無盡的綠色海洋：在通量塔上方的樹冠上方几百米處，我們可以看到薩萊斯卡在即將到來的黃昏的映襯下，仍然在擺弄儀器。

“地獄的彩排”

保持所有這些感測器、計算機、逆變器、穩壓器、空調和發電機執行是一場與赤道熵的持續戰鬥。黴菌、鐵鏽、停電、雨水和昆蟲咬穿橡膠電線絕緣層，所有這些都為收集這些微小的科學發現的基石製造了障礙。

Saleska 從塔上下來，與席爾瓦·坎波斯一起坐在裝有空調的小屋裡，兩人都弓著身子，坎波斯坐在木凳上操作著電腦。測量風速的裝置以及另一個旨在測量水蒸氣和二氧化碳相對含量的感測器都出現了故障。最終，他們將一個問題縮小到了一條故障電線或一個故障聯結器。

Saleska 擺弄著一塊電路板，更換了一個損壞的元件。我開玩笑說，他不僅要當生態學家，還得突然變成電氣工程師，他漫不經心地說，嗯，電子工程確實是他在麻省理工學院的輔修專業。然後他將新資訊編入電腦。

在外面溼熱的環境中，佩尼亞和普羅哈斯卡套上攀巖安全帶，安全帶上掛著帶鎖的登山扣、上升器、下降器、尼龍扁帶，佩尼亞還帶著用於測量水蒸氣交換的葉片蒸滲儀，普羅哈斯卡則帶著高光譜相機，用於測量葉片成分。科學家們在地面上時會穿上蛇皮護腿，在樹上時會戴上蚊帳頭罩，主要是為了防小蚊蚋，它們會傳播利什曼病（一種寄生蟲引起的皮膚病），而不是為了防蚊子，蚊子會傳播瘧疾和寨卡病毒。

佩尼亞完成了環境科學碩士學位，與丈夫和兩個孩子搬到鄉下教高中生物，這時森林——以及 Saleska 的實驗室——向她發出了召喚。佩尼亞說，起初，她對與外國人一起工作有所保留，她擔心外國人會剝削她，把她當作廉價的當地勞動力。

但當她遇到 Saleska 和普羅哈斯卡後，她的看法很快改變了。她喜歡他們徵求她對如何組織他們自己工作的意見。不過，佩尼亞回憶說，第一天爬到普羅哈斯卡在樹冠層搭建的觀測點時，感覺像是“地獄的預演”，因為她害怕高度，勝過害怕現在每天與她為伴的樹蛇和蜘蛛。

佩尼亞說，在她還是個在亞馬遜長大的孩子時，森林在她看來並不特別。但她研究得越多，就越被生態系統的複雜性所吸引。現在，她說，“每一小部分都令人驚訝。”

佩尼亞測量葉片的水力功能。她的野外工作日從凌晨 3 點開始，那時她穿戴好裝備，爬上懸空的走道，這些走道離地面 18 到 36 米（60 到 120 英尺）不等，長度可達 40 米（130 英尺）。從凌晨 4 點到晚上 8 點，她帶著蒸滲儀在兩條不同的走道上巡視，每片葉子測量四次，每棵樹測量五片葉子，每天測量 14 棵樹，每兩小時測量一次。這樣算下來，每天要進行 280 次獨立的測量，這些測量共同捕捉了二氧化碳進入和水分從特定葉片隨時間推移排出的運動。至少可以說，這是一個費力而密集的過程，但它也是 Saleska 實驗室研究的重要基石。

為了幫助完成葉片與景觀之間的聯絡，其他研究人員測量森林地表的枯枝落葉量，讀取樹木測徑帶以繪製樹幹生長圖，進行樹冠反射率的雷射測量，並進行葉片萌發的光譜調查。擁有精確的微觀資料，例如一片葉子中的單個氣孔在一天中如何吸收二氧化碳和釋放水分，這種實地驗證有助於科學家們理解葉片、樹木和整個森林的生命週期。

最終，這些資訊可以擴大規模，與衛星資料交叉引用，並應用於全球氣候模型。“來自這些通量塔的資料非常重要，”UFOPA 大學生物學教授米凱拉·菲格雷拉說。Saleska 團隊收集的資料“描繪了森林中真正發生的事情的詳細圖景。”

菲格雷拉說，這些資料不會停留在科學的孤島中。她說，Saleska 的天賦之一是“他沒有侷限於一個領域。他對每個過程都有全面的瞭解，這有助於他理解通量塔的測量結果。”她說，包括衛星資料在內的其他測量也很重要，但“Scotch 知道你不能簡單地拍張照片就說，‘好吧，森林就是那樣的。’”

第二天，普羅哈斯卡爬到一棵 40 米（130 英尺）高樹的高處樹枝上，突然跳起了自由懸掛的電臀舞。“螞蟻！”他大叫，原來他驚擾了一個蟻巢。憤怒的蟻群利用他的繩子作為通道，將他吞沒。在繩降下來後，他用一系列有力的掃動姿勢抖掉了螞蟻。

令人驚訝的是，普羅哈斯卡在擊退螞蟻入侵後說，多年來，野外工作人員中很少發生事故和意外。沒錯，一位研究生確實被一隻黑蠍子蜇傷了，但在基本上癱瘓了 24 小時後，他安然無恙地恢復了。發生過一些開放性傷口，一例利什曼病，一些嚴重的昆蟲叮咬和一次車禍。對於一個自 2000 年以來一直在亞馬遜中心地帶執行的站點來說，這是一個令人印象深刻的安全記錄。

普羅哈斯卡已經有點像葉片的“低語者”。他能像兒科醫生判斷孩子的年齡一樣，說出葉片的年齡。他解釋說，有些葉片可以存活數年，而另一些葉片則在幾個月內死亡並被替換。300 種樹木中的每一種都以不同的速度生長和落葉。“這裡的樹木不僅僅是一年落一次葉子，”他說。“這是一個持續的更替過程。”

森林如何吸收碳讓普羅哈斯卡著迷。他解釋說，氣孔導度本質上是蒸發和蒸騰作用之間的關係。葉片水勢描述了葉片開啟氣孔“吸收”二氧化碳的最佳時間等等。“葉片就像一個由光碟機動的小工廠，”他說。但葉片為了吸收大氣燃料而付出了代價。“為了獲得二氧化碳，”他說，“你必須失去水分。”

普羅哈斯卡的攀爬速度在這裡特別有用，因為他說，“熱帶研究中最困難的部分是樣本量。” 測量葉片的基本功能——光合作用和呼吸作用——總是很困難，因為葉片顯然生長在樹枝的末端。不方便的是，一些亞馬遜樹木甚至在離地面 20 米或更高（65 英尺）的地方才長出樹枝，因為光照競爭使得長出低矮的樹枝是一種能量浪費。

在走道上，普羅哈斯卡使用高光譜相機進行測量，這有助於確定葉片隨時間變化的數量。由於葉片在紅外線下具有反射性，他可以像雷達一樣向樹冠發射雷射脈衝。透過這種方式，他可以記錄樹冠不同高度的葉片密度，以及葉片密度隨時間的變化。他還可以校準一個模型，該模型可以給出葉片的平均年齡和對葉片質量的一些概念，這對於任何試圖理解日常和季節性變化對景觀尺度影響的建模者來說都是至關重要的組成部分。

炎熱、骯髒的工作

自 2003 年那篇具有里程碑意義的科學雜誌論文發表以來，Saleska 共同撰寫的研究論文繼續建立在他最初的觀察之上：季節性的旱季和雨季本身並不是亞馬遜地區葉片生產或大氣二氧化碳光合吸收的最重要驅動因素。也許更重要的是，越來越多的科學家已經清楚地認識到，僅靠衛星資料和計算機模型無法預測全球變暖的世界將如何影響森林作為碳匯或碳源的角色。這需要一些炎熱、骯髒的工作。“熱帶森林碳迴圈的變化可能會影響全球氣候，但預測這些變化以前受到缺乏實地資料的限制，”克里斯托弗·E·多蒂及其同事在 2015 年 5 月美國地球物理聯合會出版物全球生物地球化學迴圈的特刊中寫道。

2016 年 2 月 26 日科學雜誌以“亞馬遜光合作用”為封面主題，專門討論碳交換問題。在與 Saleska 在亞利桑那大學共事的吳金（Saleska 是合著者）撰寫的一篇文章中，吳寫道，“最終，理解物候機制的進化和生理基礎可能對於預測熱帶森林對氣候變化的長期反應和恢復力至關重要。”

翻譯過來，這意味著為了幫助科學家預測未來的氣候變化，像 Saleska、佩尼亞和普羅哈斯卡這樣的人將不得不繼續收集他們汗流浹背、飽受蟲咬、充滿gambiarra精神的資料。

像許多科學家一樣，Saleska 不喜歡涉足當代政治辯論。但他不會迴避自己的信念，即人為造成的氣候變化正在滋生後果，而這些後果只會隨著不作為而加劇。“不僅這些森林會受到氣候變化的影響，它們本身也會影響氣候，”當他準備離開塔帕若斯前往亞馬遜河上游馬瑙斯附近的另一個通量塔時，他說道。

“如果我們繼續以我們現在的方式應對氣候變化，無論這座森林的恢復力有多強，它的命運都可能是黯淡的，”Saleska 說。“恢復力不足以抵消人類如果不減緩其影響，氣候變化將造成的巨大打擊。”

我問，他為什麼要這樣做？“因為我既是科學家，也是人類。這是一個令人難以置信的知識前沿，能夠成為人類知識進步前沿的一部分，瞭解世界如何運作，這是一種令人難以置信的激動人心的體驗。”

Saleska 坐在摺疊椅上，脫下工作靴換上涼鞋，戴上了他的人文主義帽子。“你來到這裡，不禁會對森林的美麗感到敬畏，也會對森林所面臨的威脅感到清醒。”他指著通量塔。“我可能爬過那座塔 50 次、60 次。幾乎每次我爬上去，我都會停下來環顧四周，看看森林的美景，心想，‘這是我的辦公室。這是我的實驗室。’”

他站起來，完成了他的想法。“一旦你來過亞馬遜，一旦你進入過森林，它就永遠不會離開你的想象或你的內心。”

足夠大的槓桿？

在野外站的最後一天，我係好安全帶，在日落時分進行了一次垂直野外考察，爬上了通量塔。在每個方向，我都可以看到傾斜的光線照亮了成千上萬種變幻莫測的綠色，太陽在塔帕若斯河上空與西方地平線相遇。

隨著傍晚時分森林的喧囂聲越來越大，並蔓延到樹冠層，我想象著下方生物形式的豐富多樣，它們都在為夜間活動做準備：有毒的巨蝮蛇和溫順的藍色蝴蝶，微小的切葉蟻和巨大的食蟻獸，巴西紫檀和美洲豹，所有這些都在發揮著複雜而重要的作用，以保持熱帶雨林——和地球——的活力。

亞馬遜在我下方像一塊起伏的地毯般展開。柔和溫暖的微風像旋律般流動，引誘著樹木進行搖曳、有節奏的舞蹈。我想象著森林開始呼氣，它一天的光合作用工作已經完成，夜行動物開始輪班。

我想起了 Saleska 在我問及他的阿基米德名言時告訴我的話：“除非我們阻止它，否則燃燒化石燃料就是阿基米德的槓桿，它將移動地球，”他說。

我問他，科學能否成為足夠大的槓桿來糾正它？

Saleska 停頓了一下。“這是一個有趣的問題，”他說，挑了挑眉毛。