波哥大 - 在這座擁有近八百萬人口的城市上方近一英里的地方，是一個崎嶇不平、霧氣瀰漫的世界，除了涓涓細流和穿過無樹凍原的低語微風外，一片寂靜。這裡是欽加薩，一個距離波哥大40英里的國家公園，位於哥倫比亞安第斯山脈的東部山脈。
這些被稱為帕拉莫斯（páramos）的生態系統，位於海平面以上 11,000 英尺以上，僅存在於中美洲和南美洲，其中大部分在哥倫比亞。帕拉莫斯類似於一種高山群島，每一個都是獨特的島嶼生態系統鏈中的一環，這些生態系統在孤立的環境中進化，產生了地球上其他地方都找不到的植物。它們在為波哥大和麥德林等主要城市的數百萬人口維持可靠的供水方面發揮著至關重要的作用。它們與下方的森林一起，保護這些城市和周圍的鄉村免受大規模洪水的侵襲。
哥倫比亞是世界上最潮溼的國家之一，每年的第二個雨季正式於 9 月開始。然而，在過去的兩年裡，該國部分地區在傳統上較乾燥的季節幾乎沒有從破壞性的洪水中得到喘息。
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拉尼娜現象——導致東太平洋海面溫度異常寒冷的天氣模式——被認為是直接的罪魁禍首。但科學家認為，氣候變化也是過去兩年影響了哥倫比亞四分之三地區的洪水的一個因素，這場洪水造成了數十億美元的損失，並導致數百人死亡。
隨著氣候變化與人類在這些山脈中的侵佔相交織，安第斯高地生態系統的退化正在加速。人們越來越擔心，即使氣候變化導致該地區持續乾旱，這些代價高昂的洪水也會成為一個長期存在的問題。
帕拉莫斯和雲霧森林就像一個精心調整的生態工程，管理著從高山到下方湖泊和河流的水流。帕拉莫斯就像一塊海綿，吸收大量的水，然後將其輸送到山坡下的雲霧森林。從那裡，水被進一步過濾並匯入河流和水庫，在不侵蝕土壤的情況下，為主要城市地區解渴——這對於防止洪水至關重要。
欽加薩的年降水量約為 4 米，在某些地區超過 13 英尺，為波哥大提供約 80% 的用水。並非所有的帕拉莫斯都像欽加薩那樣潮溼，但它們都在儲水和管理水流方面發揮著至關重要的作用。
“儲存完好的高海拔湖泊和泥炭地透過減緩河流流量，有助於保護低地免受洪水侵襲。在水淨化之後，帕拉莫斯……環境最重要的調節功能之一是防洪，”安蒂奧基亞工程學院環境工程副教授、哥倫比亞大學國際氣候與社會研究所的研究員丹尼爾·魯伊斯說。
帕拉莫斯最突出的特徵之一是大型銀綠色植物，稱為 espletia，更廣為人知的名字是弗雷萊洪 (frailejón)。這種植物無處不在，在一些地方點綴著寒冷的地貌，一眼望不到邊。它像某些仙人掌一樣，佈滿軟毛的尖刺葉簇，可以從霧中捕捉水分，並將其漏斗到可以容納自身重量數倍的水的苔蘚覆蓋的土壤中。
關於未來氣溫上升和降水模式改變可能如何影響這些生態系統，存在各種理論。但變化已經到來。
2011 年，美洲際全球變化研究所和環境問題科學委員會發布了一份聯合報告，評估安第斯山脈的氣候變化和生物多樣性。報告指出，該地區不僅面臨未來氣候變化的威脅，而且已經正在經歷“氣溫、降雨量和季節性天氣模式的重大變化”。
2010 年和 2011 年極端、漫長的雨季預示了未來這種變化可能給城市地區帶來的損害。在麥德林，大雨在市中心形成了河流，並導致了破壞性的山體滑坡。在一個案例中，在泥石流掩埋了城市上方山坡上的數十戶房屋後，有 100 多人死亡或失蹤。
波哥大河充滿了泥沙和垃圾，溢位河岸，淹沒了首都及其周邊的低窪地區。據世界銀行稱，僅在 2011 年，就有超過 300 萬哥倫比亞人——約佔總人口的 7%——因洪水而流離失所或遭受重大房屋損壞。
模型預測，隨著山區環境的變化，安第斯山脈的變暖可能會導致該地區發生更多洪水和更多幹旱。根據美洲際研究所的報告，過去 60 年裡，安第斯山脈的平均氣溫上升了 0.7 攝氏度。這與全球平均水平相似，但熱帶安第斯山脈中的帕拉莫斯和雲霧森林等高海拔生態系統對變暖特別敏感——就像珊瑚礁、冰川和極地地區一樣。
參與撰寫該報告的魯伊斯指出，對一個帕拉莫斯研究站的氣象記錄進行分析表明，最低氣溫的升幅幾乎是較低海拔地區的兩倍，而最高氣溫的升幅則躍升至接近較低海拔地區的平均水平的三倍。
這裡的氣候變化研究尚處於早期階段，科學家仍在梳理高山地區的哪些變化是氣候變化造成的，哪些變化更有可能是其他人類引起的變化造成的，即農業、畜牧業和採礦業。研究表明，兩者兼而有之，導致氣溫升高和關鍵物種（包括一些弗雷萊洪）的減少。
哥倫比亞國立大學麥德林分校的水文學家孔拉多·託邦 (Conrado Tobón) 研究氣候變化如何改變安第斯高地生態系統的水迴圈。2005 年，他的團隊開始研究對波哥大、麥德林和厄瓜多基多的供水至關重要的帕拉莫斯和安第斯高地森林的生態水文。
該團隊對降水、溫度、風、蒸發率和土壤含水量等條件進行了分時分秒的測量。目標是對水的運動進行完整核算，從水滴到植物表面，穿過苔蘚和土壤，直到它流出盆地，進入高森林溪流網路，最終到達低地。
他們還使用了來自政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 的哥倫比亞降水資料，以模擬不同溫度和降水情景下的變化。研究人員模擬了因農業和採礦而退化的帕拉莫斯以及像欽加薩這樣受保護的帕拉莫斯。託邦的研究結果證實了其他模型所顯示的結果：帕拉莫斯和安第斯高地森林的降水可能會減少，甚至可能導致持續乾旱。
但總體上較乾燥的條件並不一定意味著洪水風險降低，恰恰相反。在他在安第斯山脈北部的研究站中，魯伊斯注意到極端降雨的發生率增加，這很可能會導致更多的徑流和土壤侵蝕。這是導致洪水發生的完美因素。
他說：“乾旱期越來越長，而雨季則越來越強烈。因此，帕拉莫斯被強烈的、短暫的雷暴和暴雨沖刷，而這些是植被無法處理的，這些植被適合於毛毛雨。”
當地氣候變化是部分原因。山區森林轉變為牧場和耕地提高了該地區的氣溫，促使雲層抬升——足以讓一些雲霧森林和帕拉莫斯低於霧線，並增加了太陽輻射。魯伊斯表示，雲層覆蓋的減少是帕拉莫斯氣候壓力最大的因素之一。
區域性和全球變化的融合加劇了對脆弱但重要的高山生態系統的影響。輻射增加和氣溫升高導致通常在較低海拔地區發現的植物向上移動。入侵的植物、動物和昆蟲物種也遷移，擾亂了使帕拉莫斯和高地森林作為精細調整的蓄水和分配系統發揮作用的微妙生物機制。
帕拉莫斯和森林接收到的降水形式更多地是雨水，而不是霧氣。這會影響到適應於從霧中收集水分的植物和土壤，因為它們不習慣較重的雨滴。這些較重的雨滴還會壓實土壤，導致土壤吸收的水減少，並增加徑流和沉積物，從而堵塞河流並顯著加劇低地洪水。
隨著人們對氣候變化和其他型別的環境退化的認識不斷提高，哥倫比亞政府開始做出回應。一個例子是國家政府、波哥大市和環保組織國際保護組織之間就帕拉莫斯修復專案開展的合作。
該計劃要求透過建立一個 150 萬英畝的保護走廊，將欽加薩公園與附近的格雷羅和蘇馬帕斯（世界上最大的帕拉莫斯）連線起來，從而限制受保護區域（如欽加薩）的當地環境退化。它還尋求更好地保護附近為養牛和種植馬鈴薯而清理的私人土地。
該計劃的一部分包括對當地農民和牧場主進行培訓，使其掌握更可持續的做法。國際保護組織正在開發一個森林碳專案，利用碳信用額度的銷售來補償土地所有者，讓他們將部分土地留作保護和森林恢復之用。
“當我們瞭解到這些生態系統正在提供重要的服務時——不僅是供水，還有水的調節，”國際保護組織哥倫比亞辦公室的土地使用規劃協調員帕特里夏·貝哈拉諾-莫拉說。
她補充說：“目前，也許解決方案不是像修建堤壩這樣的工程，而是保護森林和生態水文。“政策正開始認識到這一點。”
本文最初發表在《每日氣候》，這是由非營利媒體公司環境健康科學出版的氣候變化新聞來源。