在新墨西哥州陶斯以北連綿起伏的臺地中，一棵枝繁葉茂的矮松從岩石斜坡上直插雲霄。約翰·烏貝拉克彎下腰，數著從地面到樹冠盤旋而上的樹枝數量。“小傢伙，”他指著這棵樹說。“大約 20 歲左右。也是幸運兒，它在枯死病中倖存了下來。”
這位退休的南方衛理公會大學生物學家遞給我一個手掌大小的松果，上面粘著樹脂。他的藍眼睛閃閃發光，顯得很興奮。“矮松需要三年時間才能形成內部有堅果的松果，”他解釋道。“但這個週期取決於水分。沒有足夠的水分就不會發生。”
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
烏貝拉克說，在過去的 10 年裡，新墨西哥州北部春季水分減少。這意味著花粉減少，受精減少。 “我們可能會看到這些樹木遭受重創。那將是一種恥辱。它們很重要。”
矮松在美國西南部乾旱的氣候中茁壯成長，產生大量味道鮮美的種子，受到野生動物和人類的喜愛。它不是一種生長迅速的樹木，通常需要數十年才能長到 6 英尺（2 米）高。但它是一種堅韌的樹木，從乾燥、陡峭和多岩石的土壤中破土而出，這種土壤對許多其他物種來說是不適宜居住的。矮松的壽命可能非常長，需要 75 到 200 年才能達到成熟期，有時壽命可達 1000 年。
該地區有三個主要的矮松樹種，與杜松一起覆蓋了從德克薩斯州到加利福尼亞州近 1 億英畝（4000 萬公頃）的土地。包括火雞、黑熊、松鼠和花栗鼠在內的眾多動植物物種依賴於這種樹木創造的環境條件，矮松-杜松林地透過減緩降雨和融雪速度，使其滲入土壤，從而有助於調節流域功能。在歐洲人到來之前，美洲原住民就採集矮松堅果已有數千年之久。對於他們來說，它仍然是一種重要的樹木，用於食物、燃料、藥物和建築材料。
對於最近來到西南地區的人們來說，這種樹木也同樣重要——以至於新墨西哥州在 1949 年將矮松定為州樹。在矮松的分佈範圍內，它是經濟中價值數百萬美元的一部分。科學家們認為矮松是美國西部最重要的樹木之一。如此多的野生動植物物種依賴矮松，以至於矮松的喪失將產生巨大的影響。
換句話說，“矮松是西南部地區的一種關鍵物種，”烏貝拉克說。
然而，隨著氣候變化，高溫、乾旱、野火和昆蟲正在威脅著這種樹木，反過來又威脅著依賴它的野生動物、人類和生態系統。西南地區的林業專家對頑強的矮松及其支援的生態系統和經濟的未來描繪了一幅不確定的景象。但這看起來並不樂觀。
預測：升溫，乾涸
始於 20 世紀 90 年代的長期乾旱使人們認識到氣候變化對矮松構成的威脅。到 21 世紀初，約有 3.5 億棵矮松死亡，新墨西哥州的一些地區報告近 100% 的死亡率。
“這是 500 年來最大規模的矮松死亡事件，”美國美國林務局落基山研究站位於科羅拉多州柯林斯堡的研究生態學家保萊特·福特說。
自 2010 年以來，幾個溼潤的年份減少了西南部地區的乾旱威脅。儘管如此，許多研究人員和自然資源專業人士仍然關注 1998-2010 年的乾旱，並想知道：這是否是未來趨勢的徵兆？
哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站助理研究教授帕克·威廉姆斯說：“過去幾個夏天我們享受到的強季風使矮松林得以從乾旱中恢復過來，但我們非常不確定季風在未來會如何變化。”
的確，隨著地球變暖，美國西南部預計將變得更熱更乾燥。根據美國內政部墾務局 2016 年提交給國會的《安全供水法案》報告，到 2100 年，美國西南部地區的平均氣溫預計將攀升 5 至 7 華氏度（3 至 4 攝氏度），而年平均降水量預計將減少。新墨西哥州州氣候學家大衛·杜波依斯說，也許最令人擔憂的是預計的降水變化。
“我們預計冬季月份降雨量會增加，降雪量會減少，”他說。結果將是山區積雪減少，徑流季節提前且縮短，以及夏季山區森林更加乾燥。“新墨西哥州中北部部分地區的一些氣候預測顯示，到 2100 年，冬季月份的最高氣溫將升高 9 華氏度[5 攝氏度]。這影響很大。”
杜波依斯說，到目前為止，很難從資料中看到降水如何變化的強烈訊號。氣溫變化稍微清晰一些。“僅以早晨的最低氣溫為例，現在已經暖和得多了。這會逐漸影響到植物。”
矮松的影響
即使對於耐寒的矮松來說，溫度的變化也很重要。威廉姆斯說，即使溫度升高 1 華氏度（0.5 攝氏度），樹木也會注意到。
他說：“對於西南部地區最常見的樹木——黃松、花旗松和矮松——溫度與降水一樣重要，甚至更重要。” 在2009 年的一項研究中，圖森市亞利桑那大學的博士生亨利·亞當斯將新墨西哥矮松暴露在比它們習慣的溫度高約 4 攝氏度（8 華氏度）的環境中。矮松在 18 周內死亡。
高溫與矮松被松樹大小蠹殺死的可能性之間似乎也存在聯絡。松樹大小蠹原產於西南部地區，通常不被認為是非常有害的。事實上，它有助於森林分解，並作為啄木鳥等鳥類的食物。它還會鑽入松樹或雲杉的樹皮下，並在樹木中挖掘隧道，從而導致樹木死亡。
通常，松樹大小蠹只會攻擊虛弱或處於某種壓力下的樹木。但是，當乾旱等普遍條件發生時，甲蟲的數量會增加到如此程度，以至於會造成大規模破壞。隨著預測乾旱會加劇，預計大規模的甲蟲爆發將會增加：當缺水時，矮松很難產生樹脂，而樹脂是它們對抗甲蟲的主要武器。
重大轉變正在進行中
儘管如此，關於西南部矮松究竟發生了什麼，仍然存在爭議。美國林務局落基山研究站的生物學家約翰·肖說，這種樹木在 20 世紀 80 年代和 90 年代大大擴充套件了其分佈範圍，也許超出了其分佈範圍。“枯死病可能在某種程度上是一種修正，但這很難說。當流行性昆蟲種群參與其中時，它也往往是[過度修正]。” 但他說，就目前而言，種群似乎已經穩定下來。
然而，總的來說，一場重大轉變似乎正在進行中。哥倫比亞大學威廉姆斯撰寫的一項研究表明，在 1984 年至 2008 年間，西南部地區近 20% 的森林因野火和樹皮甲蟲而消失。2015 年在《自然氣候變化》雜誌上發表的一項研究預測，到 2050 年將發生大範圍的樹木死亡，到 2100 年矮松可能會在西南部地區幾乎消失殆盡。
威廉姆斯懷疑這種預測過於極端，因為它沒有考慮到地形。“毫無疑問，到 2100 年，在某些地方，條件仍然足夠潮溼和涼爽，足以支援矮松樹的生長，”他說。但該地區的森林似乎確實正在步入一種人類在近 1000 年內未曾見過的新的生態系統型別。
研究人員仍然不確定氣候驅動的森林死亡將如何影響生態系統。死亡會簡單地重新啟動演替時鐘，還是會改變整個生態系統的軌跡？像矮松這樣大的整個生態系統的喪失或接近喪失是難以想象的。即使並非所有矮松都消失，矮松減少到小而高海拔的區域仍然會對該地區產生深遠的影響。雖然新的系統自然會取代矮松，但它是否會成為一個能夠支援矮松提供的廣泛野生動物、人類活動和生態系統服務的系統？
面對如此巨大的變化，林業專家和管理者似乎無能為力。在某些地區，人類干預無疑可以延長矮松的壽命，但這種樹木分佈範圍廣闊，使得在西南部地區升溫和乾涸的情況下，在經濟上和實際上都不可能對其進行保護。氣候變化將帶來變化，人類和野生動物將被迫適應。烏貝拉克說：“我們不希望這些輝煌的矮松變成恐龍。但它們可能會變成那樣。”
時間會證明一切
回到陶斯以北的臺地上，烏貝拉克指著一隻矮松鴉，描述了矮松鴉如何從矮松樹的松果中啄出種子，並將它們大量儲存在樹木的南側。降雪掩埋了種子，在冬天將它們藏起來，只有記憶力驚人的矮松鴉才知道這些藏匿處。這種鳥在整個冬季都以這些儲存的食物為食。但許多種子沉入土壤或從鳥嘴裡掉出來，樹木迅速傳播開來。
“這是鳥類和樹木之間令人難以置信的互動，”烏貝卡爾說。“它們相互依存。它們互相維持。”
高聳的雷雨雲標誌著西南季風季節的到來。不久之後，冰冷的雨點從天而降。新墨西哥州最近沒有出現 1995 年至 2015 年間變得司空見慣的乾旱和大規模森林火災。但很有可能會捲土重來。至於這對這種重要的樹木和依賴它的生命意味著什麼，只有時間會證明一切。