图片来源:L. David Mech Wikimedia (CC BY-SA 3.0)
由于一些地方海冰太多,而另外一些地方不足,生活在加拿大境内的皮尔里驯鹿正在艰难求生,不过,一项最新的研究发现却能帮助它们逆境求生。
加拿大北极群岛地处地球顶端,靠近北极。每年夏天来临的时候,岛上永久冻土层表面会有一层薄薄的土壤开始解冻,但解冻时间只会维持三个月。土壤解冻后,苔原就遍地开花。这些花儿便是皮尔里驯鹿(学名:Rangifer tarandus pearyi,又名皮尔里角鹿,鹿科驯鹿的一个亚种,个头小,白胡子)最喜爱的夏季美食。由于它们在吃食紫色虎耳草花时,鼻子往往会不小心被虎耳草花染成红色,所以红鼻子驯鹿的称呼就实至名归了。但夏季极昼时间非常短暂,驯鹿们能够觅食到这些花儿,就算得上享受了一番短暂的奢侈生活;而冬季觅食更是困难重重。因此,气候变化只会让驯鹿们觅食变得更加困难。
北极的气候变化速度是全球气候变化速度的一倍。随着冬天变得越来越温暖、潮湿,雨落在地上便结成了冰,逐渐将苔原植物密封在坚硬的冰面下。此外,海上浮冰越来越少,驯鹿们在各个岛屿之间的往来活动受到阻碍,也就无法寻觅到充足的食物。驯鹿还面临着诸多其他生态挑战,这些环境变化给它们施加了极大的压力。但最新的研究发现带来了新的启示,让我们有理由对未来的保护举措保持乐观。
要精确地掌握加拿大广大北部区域的皮尔里驯鹿数量,这是非常困难的。科学家根据现存的零散数据资料估计,目前,北极群岛上生活有13200头成年皮尔里驯鹿,远远超过1996年科学家们预估的5400头。1996年冬天,由于积雪异常地厚,食物十分短缺,驯鹿数量也达到最低点。然而,当前驯鹿数量仍然低于1987年预计的22000头。尽管在加拿大濒危野生动物现状调查委员会的努力下,驯鹿数量近来有所上升,并且,该委员会于2015年建议将皮尔里驯鹿从濒危物种降为受威胁物种,但科学家们还是担心环境变化太大的话,驯鹿群体仍无法恢复到曾经的规模。
皮尔里驯鹿的食材是被这样一种特殊天气夺走的:如果积雪不太厚,它们还能在其中找到食物。但随着北极逐渐变暖,降雨渐渐替代了降雪。北极地区纬度高,冬天雨水落在积雪上,积雪表面变得黏糊糊的,不一会儿的时间就冻结成冰。潮湿的雪面或其下层结成的冰块的阻碍了皮尔里驯鹿获得它们生存所需的植物。
当然,为了在这些艰难严寒环境下生存下来,皮尔里驯鹿可以选择食用其它东西来填饱肚子,又或者迁徙到其他的地方去生活,但即使如此,食物摄入量的骤降也许会影响其日后的繁殖。在加拿大环境科学部(即加拿大环境与气候变化机构)工作的谢丽尔•约翰逊说道:“为了能在春季繁殖下一代,雌性驯鹿脂肪须达到一定的厚度。”要是在凛冽的寒冬里,雪厚厚地堆积着,雨落在雪上立刻凝固成冰,来年春天就可能连一个驯鹿仔都没有。
关于这些大量雨夹雪及其结冰现象对驯鹿们(分为北美驯鹿和欧亚驯鹿两种)的影响,科学家们已经讨论了很长时间。2010年,在挪威的特罗姆瑟大学萨米人研究中心工作的一名驯鹿研究员尼古拉斯•泰勒分析了所有关于北美及欧亚地区雨夹雪天气的可用数据资料,并公开发表了他的分析结果。他发现几乎没有证据能证明雨夹雪天气对驯鹿种群的普遍破坏性。这样的解释“热情洋溢,但本身实地数据不够精确”,可随着时间流逝,研究者们却越发拥护这种说法。他还说,在某些时候,雨夹雪天气可能对某些种群至关重要,但不是在所有时间对所有种群都重要。
约翰逊解释说,尽管目前利用遥感技术探测所得数据分析有所进展,研究人员能够更加准确严格地探究雨夹雪天气对驯鹿的影响机制,而在此之前,从未有人真正地调查过在加拿大高纬度的北极地区,雨夹雪天气是否变得愈加频繁。因此,约翰逊与她在美宇航局、加拿大魁北克大学和安大略大学工作的同事一起,利用卫星数据来探测和量化高纬度北极地区18个岛屿上的雨夹雪和结冰天气,然后,她们评估了出现这些天气与驯鹿数量变化的重合程度。
约翰逊的合作者中,其中有一位叫亚历山大•朗格卢瓦,是谢布鲁克大学的遥感技术专家。他说,利用1979年以来地球卫星成像所搜集到的无源微波放射成像数据,就能标记出雨夹雪和结冰天气。
那卫星是如何探测到地面的气候呢?朗格卢瓦解释说:“凡有温度的物体都会释放热能,”因此,地面发出微波辐射,雪则散射信号。他说:“但如果在雨中加水,整个情况就彻底改变了。”朗格卢瓦与其同校同事卡洛琳•多兰特等人根据一天经过北极两次的卫星图像,研发出诸多计算机算法,这些算法可用于探测降雨周期、融雪周期和结冰模式。这些数据几乎覆盖了加拿大北极群岛近四十年的信息资料,尽管这些资料只记录了气候,但却是“目前可以利用的最长时间序列云图之一,”朗格卢瓦说道。
约翰逊和他的同事在检查过微波数据后发现,即自1979年以来,雨夹雪和结冰天气明显趋于频繁。尽管仍然很难说明,驯鹿数量减少是因为驯鹿病死率上升,还是驯鹿迁徙到监控范围之外的地方的数量增加,但在某些地区,冬天雨夹雪天气增多的同时,来年驯鹿数量的确减少了。虽然如此,约翰逊说:“如果我们能把出现这些(雨夹雪和结冰)天气现象的地区、它们出现的频率、它们可能随时间而发生空间变化的方式弄清楚,那么,我们就能评估出哪些地区风险更小。”接下来,我们就要绘制出数据比例更加精细的地图,找出那些更适合皮尔里驯鹿繁衍兴旺的积雪结冰地区,帮助驯鹿保护管理人员集中力量减少那些地区的降雨量。
然而,雨夹雪和结冰天气并不是皮尔里驯鹿所要面临的唯一挑战。尽管没有脚蹼,也没有其他能进化成为像鲸鱼等海洋生物有关的特征,但它们确实是属于海洋哺乳类动物。数百年来,它们为了寻找食物,跨过海冰,从一个岛屿艰难跋涉到另一个岛屿。由于海冰不断消失,并且每年海冰形成时间越来越晚,而融化时间越来越早,对这些驯鹿来说,连接岛与岛之间的高速公路,也在逐渐消失。
海冰消失不仅使它们无法获取食物,还使其陷入了别的困境。2016年,特伦特大学的博士研究生黛博拉•詹金斯及其合作者们在《生物学快报》上发表过一项新研究,他们分析了遍布在加拿大北极群岛上搜集的皮尔里驯鹿的组织、茸角和粪便样本,利用遥感技术得到基因分析结果,结合气候变化预测,发现在北极群岛上的驯鹿,其种群间的基因漂流数量比环北极地区大陆上的驯鹿(另一驯鹿亚种)少。他们预测,海冰作为连同岛屿之间桥梁,其数量减少势必在未来会进一步限制皮尔里驯鹿间的基因漂移,原因在于种群间相互隔离,导致它们异种交配的机会减少。
但约翰逊认为,人类需要下更多功夫弄明白皮尔里驯鹿横渡海冰的地点、时间和数量,这样才能确定海冰减少所能造成潜在损失。况且,影响皮尔里驯鹿穿越岛屿的因素可不止海冰减少:北极海域破冰后,船舶数量也随之增加,而它们对驯鹿的影响还是个未知数。
气候变化只是众多影响皮尔里驯鹿数量的因素之一。猎食驯鹿的狼和北极熊的种群数量的起伏变化,况且,驯鹿与食草动物麝牛在食物方面也许存在着竞争,它们两者间的相互关系尚鲜为人知,这些也都有可能影响驯鹿的数量。约翰逊说道,因此,人们都无法确定,当前皮尔里驯鹿数量上升是否属于事物自然循环的一部分。在她的研究中,约翰逊与因纽特人社区成员紧密协作,他们的本土常识已经综合用在其研究的各个方面,从协助建立假说到绘制驯鹿们的栖息地再到识别驯鹿横渡海冰的地点和时间,无一不有渗透。约翰逊发现,如果没有因纽特人的常识帮助,他们所能获得的信息将少之又少。她解释说,这些本土常识暗示了皮尔里驯鹿的数量业已随时间而出现巨大波动。因此,当前驯鹿数量较少或许只是漫长的自然循环的一部分,最后它们终将迎来数量井喷的时刻。
加拿大公园管理局(属于加拿大政府机构)里的驯鹿研究员米歇琳娜•芒索与约翰逊一样,对皮尔里驯鹿的命运感到谨慎又乐观。在这些驯鹿的演化史上,他们也不是第一次改变自身的活动模式,有证据表明,一些皮尔里驯鹿种群过去已经面临过基因瓶颈问题。芒索揣测,它们能在比美国缅因州的面积大两倍的岛屿上兴旺繁殖。
其他证据也表明,小巧的红鼻驯鹿的这种前景是有望实现的。用碳定年法测定其祖先的粪便,结果表明,挪威斯瓦尔巴群岛上的驯鹿早在五千年前就已经抵达过现今皮尔里驯鹿被孤立的北极群岛上,而挪威斯瓦尔巴群岛上的驯鹿与皮尔里驯鹿是表亲关系,两者在很多方面存在相似之处。它们从欧亚大陆借助海冰到达北极群岛,随后就被搁浅困在那儿一段时间,因而,斯瓦尔巴群岛上的驯鹿就是“活生生的例证”,泰勒说道,“这些岛上的驯鹿能长期存活。”
翻译:赵欢
校对:董子晨曦