吉姆·巴頓用鮮豔的綠色記號筆刷過一隻林鼠毛茸茸的白色腹部，他的妻子卡羅爾溫柔地對著這隻動物哼唱。“我們把你打扮得漂漂亮亮的——朋克鼠！”
巴頓是一位退休的哺乳動物學家，他正在誘捕和釋放沙漠野生動物，作為一項雄心勃勃的專案的組成部分，該專案旨在重複著名生態學家約瑟夫·格林內爾從 1908 年到 1939 年進行的調查。格林內爾被稱為“野外筆記之父”，他駕駛著他的福特 T 型車縱橫交錯地穿越加利福尼亞州，對那裡的鳥類和哺乳動物進行編目。他的描述非常完整，以至於今天的研究人員可以將當時和現在的動物種群密度和分佈進行比較。
格林內爾的記錄為研究人員探索城市化、農業、採礦和氣候變化如何重塑該州的生態系統提供了無與倫比的基線。由加州大學伯克利分校運營的格林內爾重測專案在過去 14 年中一直致力於捕捉當前的情況，著眼於量化未來的生態變化。這項工作的最新階段於上個月開始，重點是對加利福尼亞州快速變化的沙漠中的小型哺乳動物進行編目。
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“要了解氣候變化正在發生什麼，以及對未來有何期望的唯一方法，就是格林內爾研究專案正在進行的那種工作，”博爾德市未來地球環境研究小組的可持續發展科學家喬什·特克斯伯裡說。“當你身處鍋中時，很難看到水是如何沸騰的。”
當格林內爾在二十世紀初開始他的專案時，加利福尼亞州多樣的地理環境讓他印象深刻，從白雪皚皚的山脈到炎熱的沙漠再到岩石海岸。預見到隨著美國人向西遷移，該州不可避免的轉型，他記錄了大約 700 個地點物種的分佈情況。他的團隊在自然歷史博物館中存放了超過 10 萬件標本，其中包括加利福尼亞州最後一隻灰熊（Ursos arctos californicus）的頭骨，以及 74,000 頁野外筆記和 10,000 張影像。
“未來的學生將能夠查閱加利福尼亞州動物群狀況的原始記錄，”格林內爾在 1910 年寫道，那是在他成為伯克利大學脊椎動物動物學博物館首任館長兩年後。“只有在多年以後，也許是一個世紀之後，這種價值才能實現。”
2003 年，格林內爾的學術後裔著手重新追蹤他對約塞米蒂國家公園的調查。五年後，他們報告說，自格林內爾時代以來，約塞米蒂監測的 28 種哺乳動物中，有 14 種已遷移到更高的海拔，平均升高了 500 米（C. Moritz等人，《科學》322, 261–264; 2008）。動物的攀升發生在公園冬季氣溫升高約 3°C 的時期。由於約塞米蒂自 1864 年以來一直是保護區，研究人員得出結論，土地利用變化不是物種遷徙的主要因素。
伯克利大學的保護生物學家、該專案負責人史蒂夫·貝辛格說，最近的調查結果不太連貫。“當我們更廣泛地觀察加利福尼亞州的地點時，我們發現反應要複雜得多，”他說。“有些物種[正在]遷移到降雨量增加地區的較低海拔，在某些地方我們看到停滯狀態。”
但越來越多的研究表明，在未來的幾十年裡，沙漠居民將面臨黯淡的未來，因為他們將面臨更溫暖、更乾燥的條件。2017 年 7 月，死亡谷的氣溫是全球任何月份最熱的，平均氣溫為 41.9°C。
許多生物學家認為，沙漠生物生活在生存的極限——而且對於行動緩慢或壽命短的物種來說，較涼爽的地區可能遙不可及。格林內爾重測專案的初步結果證實了這一觀點。貝辛格說，在莫哈韋沙漠調查的 135 種鳥類中，只有普通渡鴉（Corvus corax）自 20 世紀初以來顯著擴大了其分佈範圍。其他 38 個物種的分佈範圍已經縮小。
不斷變化的景觀
然而，在死亡谷李弗拉特地區一個涼爽的早晨，巴頓放置的 160 個箱式陷阱中的大多數都裝有小型、毛茸茸的動物。在 24 小時內，他和卡羅爾標記了 90 只松鼠、老鼠和大鼠，它們屬於九個物種——比格林內爾在 1917 年在同一地區列出的物種多一個。
巴頓不認同氣候變化很快將導致許多沙漠哺乳動物滅絕的觀點。和格林內爾一樣，他對動物適應極端環境的能力感到敬畏。袋鼠大鼠（Dipodomys sp.）從種子中提取水分，並且幾乎不會流失水分，因為它們的腎臟將尿液濃縮成類似晶體的稠度。齧齒動物油性的皮毛還可以防止水分透過汗液流失。
儘管如此，巴頓還是看到了變化的跡象。他還沒有捕獲到叢尾林鼠（Neotoma cinerea），這種鼠在格林內爾關於死亡谷的記載中很突出。但巴頓對該物種的消失猶豫不決，因為關於其分佈的可靠資料僅來自格林內爾時代和現在。早在 20 世紀 70 年代沙漠變暖加劇之前，這種老鼠的數量可能就已經減少了。
重測專案的其他人員正在探索更熱、更乾燥的條件如何透過研究物種的新陳代謝以及它們透過蒸發損失多少水分來危害鳥類和哺乳動物。生態建模者可以將這些發現與最新的種群資料相結合，以更好地預測隨著地球變暖，沙漠生態系統可能會如何發展。
理想情況下，科學家會在幾十年後使用新的資料重新審視這些預測。但這種野外工作正逐漸失寵。巴頓凝視著地平線上的藍色山脈，他說他不知道誰會取代他：如今很少有學生接受博物學家的培訓，博物館和國家公園也長期資金不足。“每個人都想知道自然是如何變化的以及為什麼，”他說。“但幾乎沒有人做這種工作。”
本文經許可轉載，並於2017 年 10 月 11 日首次發表。