在加州溪流和河流中漫步並收集其中魚類資料的五十年裡，彼得·莫耶爾見識過很多。但上個月他看到了一些新的情況：納瓦羅河的支流完全乾涸了，這條河發源於葡萄園，然後蜿蜒穿過紅杉林流入太平洋。
“它們七月份的樣子就像通常九月或十月，在旱季末尾的樣子，”加州大學戴維斯分校的魚類生物學家莫耶爾說。
罪魁禍首是乾旱。納瓦羅河及其處境艱難的居民只是這個乾旱州面臨壓力的一個例子。從高聳的內華達山脈——今年五月的積雪量僅為平均水平的 18%——到廣闊的薩克拉門託-聖華金河三角洲，創紀錄的乾旱正在重塑加州的生態系統。
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這也讓研究人員得以一窺未來。加州一直經歷著極端的水文迴圈，乾旱與太平洋傾盆暴雨交替出現（參見 “極端水文”）。但科學家表示，當前的乾旱——現在已進入第三年——為我們預測 50 年後的情況提供了經驗教訓。
“西部一直經歷著這種情況，但我們可能會以更快的週期經歷它，”加州大學戴維斯分校約翰·繆爾環境研究所的植物生態學家兼主任馬克·施瓦茨說。他和其他人正在美國生態學會的年會上討論乾旱的生態後果，該年會於 8 月 10 日至 15 日在加利福尼亞州薩克拉門託舉行。他說，該州的動植物物種正面臨風險，部分原因是加州的生態系統已經高度改變，並且容易受到各種壓力的影響。
該州 129 種本地內陸魚類中的許多種，包括幾種鮭魚，都被聯邦或州機構列為不同程度的瀕危物種。“我們的起點相當低，”莫耶爾說。他希望利用當前的乾旱來探索本地魚類在哪裡有最好的生存機會。
這可能是在戴維斯校區附近的普塔克裡克等築壩的溪流中，那裡的水流量可以控制以最佳化本地魚類的生存。另一個重點可能是泉水溪流，例如那些從加州最北端火山地形流下來的溪流，它們比融雪溪流更能長時間地在乾旱中生存。
在 1970 年代後期，莫耶爾發現蒙特雷灣流域的本地魚類在經歷了兩年的乾旱後相對迅速地重新定居到它們的溪流中。但如今的溪流面臨著更大的生態壓力，例如更多的水壩和更多爭奪棲息地的非本地物種。
外來入侵者
薩克拉門託河和聖華金河交匯的三角洲地區也出現了其他挑戰，該地區位於舊金山東北部。美國地質調查局 (USGS) 在加利福尼亞州門洛帕克的的水生生態學家珍妮特·湯普森說，一種入侵性鹹水蛤（Potamocorbula amurensis）利用了河流變暖的水域，向上遊移動了數公里。
Potamocorbula 勝過了淡水蛤（Corbicula fluminea），並且從農業徑流和煉油廠中積累的元素硒約為其淡水同類物的四倍。當瀕危鱘魚以 Potamocorbula 為食時，魚類攝入的硒遠遠超過最佳量。“這是我們看到的對環境影響最大的轉變，”湯普森說。“這些是可能對捕食者物種產生持久影響的因素。”
梳理乾旱對陸生動物的影響更加困難。研究人員記錄了今年加州各種鳥類種群的下降，例如綠頭鴨（Anas platyrynchos）和三色黑鸝（Agelaius tricolor）。但許多其他因素——尤其是棲息地喪失——也發揮了作用，因此很難將乾旱的影響分離出來。
乾旱對熊等大型動物的影響也不確定。加州魚類和野生動物管理局在蘭喬科爾多瓦的野生動物生物學家傑森·霍利說，有傳聞報告表明，今年有比往常更多的熊出現在靠近人類的地方。今年春天，在六週的時間內，有四隻黑熊出現在薩克拉門託河走廊沿岸，比正常情況更遠離山區。“這些型別的電話肯定會引起你的興趣，”霍利說，他認為山區的乾燥條件可能正在將熊推向人口稠密地區。
持續時間最長的影響可能是對加州森林的影響，包括其標誌性的巨型紅杉。美國地質調查局在阿卡塔的林業專家菲利普·範·曼特格姆說，乾旱為森林生態學家提供了一項計劃外的實驗，他將在薩克拉門託會議上發言。
研究人員正在收集資料，以檢查部分是為了降低火災風險而進行的森林地塊疏伐是否可能幫助樹木在乾旱下更好地生長。測試也可能有助於揭示乾旱殺死不同樹種的主要機制，無論是透過中斷樹木內的水流還是透過餓死樹木。“我真的很想看看結果如何，”範·曼特格姆說。
應該有充足的時間來收集資料。氣候學家預計今年太平洋將形成厄爾尼諾天氣模式，這通常會給加州部分地區帶來更多降雨和降雪（參見自然 508, 20–21; 2014）。但待定的厄爾尼諾現象看起來比最初預期的要弱，可能對結束乾旱沒有太大影響，甚至沒有任何影響。該州很可能在 2015 年之前仍將保持乾燥。
本文經許可轉載，並於2014 年 8 月 12 日首次發表。