時間是人類最大的盲點之一。我們以天、月或年來體驗它。但是自然以更宏大的尺度運作，以世紀、千年甚至更長的時間間隔來衡量，這些間隔通常被歸為“深層時間”。作為古生物學家，我們受過以深層時間思考的訓練。然而，作為自然資源保護主義者，我們逐漸意識到時間可能會令人困惑。
人類對時間的短視給現代保護工作帶來了重大限制。隨著氣候和生物多樣性危機的加速，我們正在緊急努力保護和恢復生態系統，但我們並不瞭解它們在真正繁榮時是如何運作的。事實上，當今大多數保護工作，無論是重新引入已絕跡的物種還是設定保護優先事項，通常考慮一個世紀或更短的時間尺度，幾乎就好像物種在西方科學家“發現”它們之前根本不存在一樣，並且對於那時生態系統是否處於頂峰狀態也沒有好的想法。
僅根據生態系統最近的過去來評估它們是被稱為基線漂移綜合徵的更大趨勢的一部分——在特定地點，被接受的規範幾乎不易察覺地隨時間推移而變化的趨勢。通常情況下，情況會變得更糟。
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深層時間視角可以改善保護工作，我們的工作可以使這些視角更容易視覺化。
近年來，加利福尼亞州和其他地方的基線漂移產生了可怕的後果。幾十年來，整個內華達山脈的森林管理實踐都呼籲徹底撲滅即使是最輕微的森林火災，其依據是長期存在的信念——受到經濟利益和美學的支援——即火災對人類和非人類自然都是有害的。這些做法導致了茂密的樹木、荊棘和其他木質引火物的積聚，這些引火物助長了毀滅性的野火。
直到最近，我們才忽視了土著社群為之成功部署了數千年的森林管理策略，特別是小規模控制燃燒的應用。事實證明，火災一直是健康森林生態系統中不可或缺的成分，透過稀疏林下灌木叢、肥沃土壤以及對許多樹種的繁殖提供幫助來刺激新的生長。今天，我們開始看到土著知識在森林管理中的廣泛應用，利用了這種古老的智慧。
但是我們如何知道 100 年前的生態系統是什麼樣子的？1000 年前呢？一種途徑是透過現代數學建模。與另一位古生物學家羅克珊·班克一起，我們將這種建模與長期資料流相結合——例如，自然歷史博物館藏品、土著生態知識和化石記錄——並且發現了一種可能的方法來保護加利福尼亞州海帶森林的生態系統，現在幾乎被摧毀。關鍵因素原來是一種已滅絕的海生哺乳動物。
在過去十年中，海帶森林為無數物種提供棲息地，並透過緩衝海浪來防止海岸侵蝕，其歷史範圍已損失超過 90%。這種急劇下降的原因，就像生態系統本身一樣，是複雜的。一個主要因素是消耗海帶的紫海膽不受控制地擴散。在它們的兩個主要捕食者——海獺和向日葵海星——因 19 世紀的毛皮貿易和 2014 年的海洋變暖事件而被推向滅絕邊緣之後，這些多刺的無脊椎動物蓬勃發展，不受控制。最終結果是將複雜的三維海帶森林轉變為大片的二維所謂“海膽荒地”。
然而，透過研究 19 世紀之前北太平洋海帶森林的存在方式，我們發現了一個更深層次、不為人知的故事，這可能會影響海帶森林的再生。事實證明，我們很大程度上忽略了一種關鍵物種的存在及其在維持該生態系統和諧中的作用。考慮到這種生物重達四噸，這種疏忽有點令人驚訝。
我們的模型描述了巨藻和林下藻類之間在海底競爭光照和空間的相互作用、消耗海帶和藻類的海膽，以及捕食海膽的向日葵海星和海獺。然後，我們使用該模型來預測系統如何應對海洋熱浪和海星消瘦病的爆發，重現了過去 10 年的事件。然後我們再次執行該模型，但這次加入了四噸重的海生生物——斯特拉海牛。
這種巨大的草食動物與現代海牛密切相關，生活在太平洋沿岸大部分地區的近岸海洋環境中。這些巨型哺乳動物棲息在沿海海帶森林中，用上層海帶冠層的葉狀體填飽它們巨大的肚子。所有這些修剪都讓光線穿透到海底，進而不僅刺激了海帶的生長，也刺激了其他種類生物的生長，從而產生了更多樣化、更具彈性的林下灌木叢。在重建包括斯特拉海牛在內的消失的歷史系統中，我們可以看到更多樣化的森林，其中林下灌木叢與海帶競爭得更好。這種森林將更能抵抗現代壓力。
因此，與其僅僅專注於移除海膽或重新引入海獺，我們不妨考慮部署人類團隊來選擇性地收割海帶葉狀體，就像斯特拉海牛曾經做的那樣，讓光線鼓勵這些水下森林中的新生植物生長。畢竟，海帶是一種烹飪美味，收穫的海帶可以出售給雜貨店和餐館。
簡而言之，我們根據最近的過去對生態系統的假設認知可能會阻礙我們充分理解和保護它。與其抑制火災，不如經常採用規定性燃燒，將“好火”安全地帶回加利福尼亞州的森林。我們提倡將類似的模型研究應用於其他生態系統和保護工作。深層時間和對過去生態系統的理解可能會顯著改變我們開展保護工作的方式。
無論您住在哪裡，當您凝視窗外時，您很可能看到的是與 50 年前，更不用說一個世紀或一千年前相比，嚴重退化的生態系統。為了確保我們最大膽的保護工作取得成功，我們必須開始將時間視為一種重要的工具。我們都是一個史詩故事中的角色，這個故事已經展開了數百萬年。我們今天做出的決定將塑造未來的發展方向。現在是我們擁抱我們在這個不斷演變的戲劇中的角色，並建立從過去到未來的重要脈絡的時候了。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。