图片来源:Pixabay

撰文 | clefable
审校 | 不周

我们生活的这个星球正快速地失去它最美丽、珍贵和纯净的白色——全球的冰川都在快速缩减。据估计,到2100年时,全球有49%~83%的冰川都会消失

除了南极和北极逐渐变绿,大陆上那些巍峨山脉上的冰川也在快速消退,裸露出大片大片、鲜有生物痕迹的岩石地貌。法国国家可持续发展研究所(IRD)的博士后研究员Anaïs Zimmer关注的布兰卡山脉(Cordillera Blanca)正是如此。这一山脉位于秘鲁,属于全球最大的山脉——安第斯山脉的一部分。后者一路延绵了8900千米,横跨了包括秘鲁在内的7个南美国家。

有研究显示,过去20年来,布兰卡山脉的永久冰盖年平均退后19米,整体面积缩减了大约1/3。此前,其融雪可以每年为秘鲁北部的地区提供全年供水。但随着冰川消失,其覆盖的金属岩石和酸性岩石(富含硫、铁等元素)裸露出来,并随着水流流向下游,导致当地居民和牲畜的饮水遭受威胁。不仅是布兰卡山脉,秘鲁原本拥有70%的热带冰川,在过去50年里,由于气候变化,至少50%的冰川已经消失。

Zimmer关注的是在这些美丽的冰川褪去之后留下的、寒冷的岩石地貌中,生物会如何演变、扎根,初级生态系统何时会出现,并逐渐变得繁荣。在实地考察时,Zimmer和同事发现布兰卡山脉的乌尔瓦什拉胡山冰川(Uruashraju glacier)消退留下的岩石地貌,或需要数百年时间才能肥沃起来,让这里重新长满植被,焕发生机。

大羊驼(图片来源:原论文)

不过,当地的居民认为一种神奇的动物或许能靠拉屎、掉毛和吐口水,缩短这些生态系统恢复的进程。



天然的园丁

这也是为啥他们并不认可Zimmer的看法。事实上,只需要有他们养的大羊驼Llama glama),一切都很好解决!

大羊驼和我们经常能见到的羊驼很像(Lama pacos),但体型会更大一些。它的皮毛中羊毛脂较少,摸起来很柔软、蓬松。另外,它们也十分聪明,一些简单的任务重复几次就能学会。考古学证据显示,它们大约在4000万年前起源于北美大平原,在大约300万年前的美洲大交流期间迁移到南美洲,随后北美洲的大羊驼灭迹。

到达南美后,大羊驼“融入”了安第斯山脉的原住民,成为当地文化中很重要的一部分。这种文化认为,居住在天上的羊驼会喝海洋里的水,而下雨时正是它们在向地面撒尿。然而,随着当地牛羊养殖场和大规模农业的扩张,19世纪大羊驼就在布兰卡山脉消失了。

“自史前时代以来,饲养大羊驼就是这里的一种习俗,”当地的小学教师Jorge Mattel说。他是当地一个名为Llama 2000 Asociación的牧民协会的主席。这个协会的成员主要是安第斯山脉的牧民,他们将大羊驼重新引入这个地区,以恢复其文化身份来促进山区旅游业。

布兰卡山脉的乌尔瓦什拉胡山冰川的退化情况,以及研究中选择的8个实验区域(图片来源:原论文)

在这些牧民的帮助下,Zimmer和同事研究了大羊驼在这些冰川前部区域(glacier foreland)岩石土壤改造中的重要作用。去年9月,他们将研究成果发表在《科学·报告》Scientific Reports)上。正如Zimmer所言,大羊驼只是通过拉粑粑、吐口水、掉毛和踩踏土壤,就让这些极其贫瘠、寒冷的土地重新焕发了生机,它们就像是这片地区上天然的园丁。



冰川消失后

因环境、土壤成分等因素的不同,冰川消退后的岩石土壤中的磷、氮含量通常非常有限。在前期,微生物的定植是土壤发育的关键,但恶劣的气候和营养限制会阻碍它们活动。此外,在高山环境中活动的哺乳动物,例如麝鼠、旅鼠、狐狸和鼬,都是这些地区和其他环境进行微生物植物交流的重要媒介。

而在土壤有所发育后,才能迎来研究人员最为期待的大量植物的定植。对于布兰卡山脉来说,植物是极为必要的——它们既可以作为缓冲区,阻止上游危险的沉积物危害下游的生态,还可以作为适应寒冷的物种的避难所。

2019年6月,Zimmer等人开始与Llama 2000 Asociación的牧民们合作,来测试大羊驼对冰川前部区域土壤的改善程度。他们选择了8个海拔在4700米左右、冰川在1979-1995年间消融的925平方米地块。其中一半的地块用来饲养大羊驼,另一半则作为对照组,保持天然的状态。

对照组和实验组的情况(左),该地区的植物以及大羊驼的粪便促使植物生长(右)(图片来源:原论文)

2019年至2022年期间,他们监测了各个地块的粪便、土壤质量和植物物种情况。在牧民的帮助下,他们也微调了实验中的细节,例如控制每个地块中放置多少大羊驼进去活动,它们的吃草时间,以及何时让它们离开。

3年之后,他们发现有大羊驼的地块的植物覆盖率,相比于没有大羊驼的地块增加了57%。大羊驼在这些高海拔地区和下游地区之间的活动,为这些实验地块带来了新的植物种子。他们还在大羊驼的粪便中发现了12种植物的种子,其中有4种种子仅在有大羊驼的地块中发现。这些都得益于大羊驼粪便给岩石地块提供的营养,其中的有机碳含量(15.4%)是对照地块(1.74%)的9倍,全氮(5.07%)是对照地块(0.14%)的36倍

不过,除了驱动土壤中富集营养元素和增加植物覆盖之外,大羊驼吃完高山和低地草原的植物,也会通过胃、毛和蹄子将有活力的种子输送到这些地块中,这也推动了植物的传播过程。而它们也通过踩踏,让这些营养成分和微生物,更易固定在岩石土壤中。相比于其他的动物,大羊驼在这里的活动无疑更稳定,能带来长期持续的改变。



大羊驼,特殊的动物

考古学家曾发现,印加帝国和安第斯文明的建立或许也要归功于大羊驼。2011年,一项发表于Antiquity的研究显示,大羊驼粪便是印加人的主要作物——玉米的重要肥料,这让印加人摆脱了不太可靠的狩猎和采集方式,开始拥抱农业。

而据2019年《科学》新闻发布的一篇报道,一个掩埋大羊驼粪便的古老湖泊中更是藏着整个印加帝国的兴衰史。在印加帝国统治这一区域时,大量大羊驼商队曾经过这一湖泊。随着这些大羊驼饮水时排泄粪便,这些粪便进入湖中为大量的螨虫食用。螨虫死去后在湖底堆了一层又一层的沉积物。它们在每个年代中堆积的数量,也反应了当时印加帝国的繁荣情况。

羊驼在南美洲也很常见(图片来源:Pixabay)

如今,布兰卡山脉地区的居民或也很需要大羊驼来保障他们的生命安全。据报道,含有金属岩石和酸性岩石的水流已经在当地引发了重金属中毒、鱼类消失等问题。此外,这些酸性的水也在破坏当地的农作物。Mattel表示自己很多朋友患上了胃癌,他认为这些癌症与污染有关

如今,他们不再能饮用河里的水以及灌溉农作物。而当地还没有水处理系统,他们只能依靠雨水,雨水却往往不足。Zimmer认为,更好的植被覆盖情况将有助于过滤水中的重金属,因为一些植物可以通过根或叶子来吸收这些金属,而她和同事接下来将研究和评估大羊驼的存在是否有助于降低这里土壤的重金属浓度。

如今,全球的冰川都在消退,很多居民的饮水、用电以及耕作,都将遭受严重的威胁。据BBC新闻消息,欧洲的Cryosat航天器追踪了地球上约20万个冰川。研究发现由于气候变化,它们在10年内已经丧失了27 200亿吨冰,89%的冰损失是由于大气层变暖而融化造成的。而位于南美洲的委内瑞拉可能成为现代历史上第一个失去所有冰川的国家。

考虑到不同冰川下的地貌并不相同,生活在这些区域的人可能也会遇到非常不同的问题。例如,不同于布兰卡山脉,在冰岛的一些地区以及一些岛屿上,冰川消退后的土地或可以在更短的时间内开始拥有初级生态系统。而只有在不同地区的冰川和环境中进行持续的探索,我们才能更好地评估生物如何适应和如何改变环境,由此人类或才能更好地生存。


参考链接:
https://www.smithsonianmag.com/smart-news/what-llama-poop-eating-mites-tell-us-about-rise-and-fall-inca-empire-180971206/
https://www.businessinsider.com/llama-poop-save-soil-andes-glacial-melt-peru-2023-12
https://www.science.org/content/article/mites-feed-llama-poop-may-track-rise-and-fall-incan-empire
https://www.nature.com/articles/s41598-023-41458-x
https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-65399580

作者 环球科学

《环球科学》杂志