一张狼眼睛的照片

为了保护捕食者

狼如何捕杀麋鹿有助于对抗气候变化
N在加拿大3700万居民中,只有百分之十的人居住在距离美国边境大约100英里的范围内——这对于一个面积超过380万平方英里、世界第二大的国家来说是一个惊人的数字。

造成这种特殊人口密度的原因是加拿大大部分地区——确切地说是15亿英亩——被寒带森林覆盖,从大西洋沿岸一直延伸到阿拉斯加的育空地区边界。这是一片无边无际的针叶树,成千上万的湖泊,池塘和沼泽沼泽,使得这片巨大的森林几乎没有受到干扰,不适合居住。

也就是说,不适合人类居住。加拿大的北方森林是北美最原始的野生动物栖息地之一,为各种大小鱼类、鸟类和哺乳动物提供了繁衍生息的家园。但正是一种哺乳动物——可敬的麋鹿——的繁衍生息,才让人们关注到了这个生态系统目前所处的边缘地带。以及为什么学者、环保主义者、商界领袖和政客都在密切关注接下来会发生什么。必威体育预测
T耶鲁-迈尔斯森林占地7800英亩,比加拿大的北方针叶林小得多,但它很适合奥斯瓦尔德·施密茨。Schmitz是F&ES人口与社区生态学的Oastler教授,研究自然系统的两个重要组成部分之间的联系:生物多样性和生态系统服务。

他解释说:“我研究的主题是了解捕食者的多样性——从昆虫一直到哺乳动物——如何塑造它们的猎物群体,以及这些猎物群体吃什么植物。然后我进行实验研究,了解它们是如何组合在一起的,以及决定它们如何相互作用的机制。”
生态学的经典观点一直是,一个栖息地会吸引食草动物,然后食肉动物会来吃食草动物。我们现在看到的是,捕食者实际上是建造栖息地的人。它们规范了食草动物的行为,从某种意义上说,促进了栖息地的可持续性。
——Oswald Schmitz,人口与社区生态学Oastler教授
在这方面,耶鲁-迈尔斯是完美的,允许更精确的实验和详细的测量。施密茨在17年的大部分时间里都在这个室外实验室里进行了很多关于节肢动物的实验,尤其是蜘蛛,以及它们的捕食习惯在生态系统中所扮演的角色。

他的研究已经产生了令人着迷的结果,超出了许多人对捕食者-猎物关系的理解。这项为期三年的研究于2008年完成研究了蜘蛛和蚱蜢的捕食习性;施密茨认为,蜘蛛主动捕食可以预测地改变其食草性猎物的数量。或者,等待伏击猎物的蜘蛛会引发蚱蜢的恐惧,改变它们的觅食活动,从而降低被捕食的风险。他发现,仅仅是蜘蛛的存在就会对植物物种的组成和丰度产生一种不同的“级联效应”,进而改变关键的生态系统功能,如生产、分解和氮矿化。

Schmitz在2013年基于这项研究.他发现,当植物没有被行为改变的食草动物捕食时,它们生长得更快,导致生态系统存储的碳多了近40%。他认为,捕食者的存在促进了碳循环和氮循环,这有助于植物生长,并保证我们呼吸的空气安全。
Schmitz说:“生态学的经典观点一直是,一个栖息地会吸引食草动物,然后食肉动物会来吃这些食草动物。”“我们现在看到的是,捕食者实际上是建造栖息地的人。它们规范了食草动物的行为,在某种意义上,促进了栖息地的可持续性。”

2018年12月,施密茨和一组研究人员加大了赌注,将他们的工作扩展到景观水平.利用遥感数据结合实地采样,他们认为野生动物的存在在许多生态系统可以触发反馈效应,修改景观的能力吸收、释放,或运输碳生物地球化学过程的增加或减少利率高达250%。研究发现,在评估景观的碳收支时,必须考虑动物及其行为。

当研究人员评估生态系统在减缓气候变化方面的潜在作用时,这些发现可能会被证明是至关重要的。近几十年来,由于人类及其活动向大气中释放有害的温室气体,成为碳的主要推动者,碳循环(通过生物圈进行碳交换)已经发生了极大的变化。我们的海洋含碳量大约是大气的50倍,根据海洋保护协会——必须吸收更多的大气碳,创造更高的水温,并改变水的化学性质。

由于这些场景没有先例,因此没有确定的解决方案。但施密茨认为,加拿大的北方森林可能为动物——特别是捕食者——如何发挥作用提供了一些线索。
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本文最初发表于2019年春季版的《华盖》杂志。
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年代有些东西已经成为加拿大的同义词:礼貌、曲棍球、枫糖浆。驼鹿也可能属于这一类。

据估计,加拿大的驼鹿数量接近100万只,分布在全国几乎所有省份。驼鹿体型庞大,平均身高超过6英尺,体重超过1400磅,是北美最大的陆地哺乳动物。这意味着一天要喂很多张嘴。

“大量的驼鹿具有相当大的破坏性,”Schmitz说。驼鹿在整个北方针叶林中大量食用木本植物,更喜欢树上的嫩叶。这阻碍了植物进行光合作用的能力,降低了它们从大气中吸收碳的能力。此外,寒带森林中寒冷的土壤形成了理想的碳循环,因为植物不仅吸收碳来产生清洁的空气,而且吸收的碳被储存在地下,防止它逃逸到大气中。Schmitz估计,如果这种碳循环不受干扰,加拿大的整个北方森林生态系统每年可以储存足够的碳,以抵消该国每年的化石燃料排放。(加拿大十大碳排放国之一世界上)。

目前,加拿大各地都在努力控制麋鹿数量,几乎完全是通过休闲狩猎。但是,保护驼鹿的主要捕食者狼的努力却很少,因为狼可以对驼鹿种群施加重要的控制。

施密茨说,这样做的原因是狼也会杀死驯鹿,这是一种高度濒危的物种,也是加拿大文化上重要的动物。石油和天然气的开发以及伐木等因素迫使驼鹿迁徙到新的地区寻找食物,而这些地区正是北美驯鹿的家园。随着麋鹿扩大领地,狼也随之而来,驯鹿也成了附带的牺牲品。

那么,该怎么办?2017年8月30日出版的纽约时报他强调了阿尔伯塔大学生物学家罗伯特·塞鲁亚领导的一项研究,该研究对不列颠哥伦比亚省的三个物种进行了十年的监测。这项研究的结果假设,通过捕猎驼鹿,狼会减少,驯鹿会增多。施密茨说,一些保护组织和野生动物管理机构主张排除中间人,直接猎杀狼。

然而,将捕食者从等式中消除,可能意味着碳循环的灾难性后果。

施密茨说:“这应该是一个双赢的局面。“我们不仅可以保护所有的动物和生物多样性,我们还可以维持它们的功能角色,保护景观的整个生态系统。这将保护碳循环。

“顶级捕食者正在以比其他物种更快的速度消失。但与此同时,我们正在认识到它们对生态系统功能的深刻重要性。它们的消失可能会减少未来应对气候变化的机会。”
2018年末,F&ES博士生Kristy Ferraro有机会参加在安大略省渥太华举行的北美驯鹿研讨会。年会吸引了来自学术界、政府、非政府组织、商界和土著社区的代表,目的是教授和学习濒危驯鹿。

费拉罗在施密茨的实验室工作,她的研究重点是驯鹿种群内的营养循环。随着种群数量的减少,驯鹿在迁徙过程中转移的营养物质可能会在生态系统中减少。确切地说,这些营养素被转移了多少——以及减少的效果——是完全未知的。

费拉罗参加研讨会是为了了解更多关于驯鹿的知识,但她的主要收获之一是驯鹿变得多么有争议。

去年夏天,费拉罗在纽芬兰的福戈岛对驯鹿进行了实地研究,他说:“观察工业方面、科学方面和土著方面试图进行交流——这是很紧张的。”
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据估计,加拿大的北方森林生态系统每年可以储存足够的碳,抵消该国每年的化石燃料排放。
将这些不同的方面放在同一页上可能是最困难的障碍。随着石油、天然气和采矿业开拓了加拿大更多的景观,它们带走了更多的驯鹿栖息地。这些早期森林吸引了更多的驼鹿来觅食,而这反过来又吸引了更多的狼,它们更容易在更开阔的区域捕猎驼鹿和驯鹿。环境保护主义者看到受围攻的物种,但不考虑碳储存。各省和地区的政策各不相同,因此很难制定统一的战略。鞋跟被挖了进去。

施密茨解释说:“石油和天然气都集中在地面上,林业人员考虑的是树木,政策制定者没有看到互联系统。”“我们没有连贯地思考这个问题。然后一些不好的事情发生了,我们说,‘哎呀,我们该怎么解决它?’我们应该在问题出现之前就将其遏制住。”

Schmitz希望他的研究可以用于实现这一点。他已经开始与F&ES的教员Ben Cashore和Eli Fenichel合作,寻找新的方法来对这些动物、它们的功能角色和碳循环进行经济价值评估,并通过思考其复杂性来帮助决策者采取主动。他还开始与蒙大拿大学的一位同事合作,开始遥感动物在北方地区的活动,以描绘出更清晰的营养转移图景。他还和实验室里的学生一起工作,其中包括巴恩斯和研究阿根廷捕食者-猎物关系和碳循环的博士生朱莉娅·蒙克(Julia Monk),目的是将数据扩展到耶鲁-迈尔斯大学和加拿大北方针叶林之外。

施密茨说,随着气候变化成为未来几年世界最重要的问题,这项研究“相当紧迫”。虽然平衡驼鹿、狼和驯鹿之间的关系不会逆转多年来碳排放造成的破坏,但避免再次出现“糟糕”时刻只会有助于在未来建立一个更可持续的生态系统。
顶级掠食者正在以比其他物种更快的速度消失。但与此同时,我们也认识到它们对生态系统的重要性。他们的损失可能会减少未来应对气候变化的机会。
——奥斯瓦尔德施密茨

出版日期:2019年12月20日
请注意:耶鲁环境学院(YSE)原名耶鲁林业与环境研究学院(F&ES)。2020年7月1日之前发布的新闻文章指的是该校当时的名称。
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