舊金山——一萬六千年前，猛獁象、白令獅和短面熊漫步在橫跨北美延伸至阿拉斯加的草地草原上。
兩千年後——相當於地質時間中的眨眼一瞬——這些動物在如今的阿拉斯加地區滅絕了。草原已被覆蓋著苔蘚、莎草和地衣的泥炭土壤所取代。
科學家們在美國地球物理學會秋季會議上展示了新的研究，他們表示溫暖潮溼的條件幫助啟動了將猛獁草原轉變為今天阿拉斯加苔原的開關——這一事件暗示了一個生態系統可以多麼迅速地轉變。
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他們現在提出的問題是，氣候變化是否正將阿拉斯加推向另一次主要的生物群落轉變，類似於數千年前從草地草原到泥炭苔原的突然轉變。
阿拉斯加大學的地質學家丹尼爾·曼恩將這些突變比作突然掀翻獨木舟。
“我們正處於環境快速變化的時期，基本上，我們想知道我們乘坐的是哪種獨木舟，”他說。“其中一些獨木舟有更突然的翻覆閾值。”
這種情況也引發了關於適應性極限的問題：哪些物種可以在其習性發生突變時生存下來？哪些物種會繁榮發展？哪些物種將被拋在後面？
在阿拉斯加遙遠的過去，從草原到苔原的轉變過程中，猛獁象、獅子和短面熊滅絕了。馬和野牛在該地區消失了，儘管這些動物的種群在世界其他地區倖存了下來。但是，馴鹿和麝牛成功地過渡到了新的苔原景觀，並在那裡延續至今。
尋找臨界點
明德學院的生物學家安德里亞·勞埃德正在使用樹木年輪來研究阿拉斯加北方森林的變化。她的研究表明，與猛獁象一樣，阿拉斯加內陸的雲杉和白楊林將難以應對未來的氣候變化，因為它們的棲息地變得更加溫暖乾燥。
勞埃德試圖回答的問題是，這種變化何時會發生。
“我們正在嘗試看看是否可以使用樹木年輪資料來觀察到即將到來的系統轉變，”她說。“關於快速生態變化的事情是，在後視鏡中很容易看到它們。...當它們正在發生時，就很難看到了。”
隨著氣候變暖，阿拉斯加北方森林的北部邊緣正在向上蔓延，使曾經太冷而樹木無法茁壯生長的地區變得適宜居住。勞埃德的工作重點是北方森林的南部邊緣，那裡茂密的雲杉林讓位於白楊，然後是草原。
她的研究表明，這兩種型別的樹木在涼爽、潮溼的年份生長得最好，而相對少量的變暖就會減少這種生長。
勞埃德說：“由於預計阿拉斯加內陸在本世紀將變得更加溫暖乾燥，因此‘這兩種樹木都有可能消失，並被耐旱的鼠尾草、草地地區所取代’。”
伍茲霍爾研究中心的生態學家彼得·貝克說，更頻繁的野火和蟲害——它們本身也受到氣候變化的影響——可以幫助加速這種轉變。
貝克的工作將植被生長的衛星觀測與樹木年輪資料相結合，結果表明，雖然北方森林的北部地區正在蓬勃發展，但阿拉斯加布魯克斯山脈以南的樹木生長由於乾旱脅迫而正在放緩。
“我們看到北方森林的理想範圍正在向北移動，”貝克說。“我不知道獨木舟傾覆和系統廣泛變化會在什麼時間尺度上發生，但我認為我們現在所處的階段是，問題是它們是否可能在 21 世紀的時間尺度上發生。”
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