人类要以怎样的一种关系,与地球上的其他

华方圆,北京大学城市与环境学院生态研究中心研究员。

我们对这些影响的听闻一晃而过,好像就是一些干巴巴的数字和宣教。但是在这些数字背后,其实是地球亿万年历史逐渐进化而来的丰富多彩的生命形式,是这些生命形式相互之间熙熙攘攘、吵吵闹闹的烟火气,也是在人类视野内外无时无刻不在上演的一出出生态大戏。

希望之林.4.12北京大家好,非常荣幸来到这里。我是一名从事生态和自然保护研究的科研工作者,供职于北京大学。差不多在13年前,我博士学年的第一个暑假,我去到印度尼西亚苏门答腊初探我的野外研究地点。在我当时所在的佛罗里达大学野生动物生态系的培养模式下,各个博士生第一年的暑假正是被撒出去、为各自接下来要进行的野外工作踩点和做准备的时间。

这是我第一次去印度尼西亚,也是我第一次接触热带地区自然保护的前线。

伐木之损

还记得飞机慢慢降落到苏门答腊中部占碑市的时候,舷窗外大地上,绵延的绿色慢慢变得清晰和规则起来。一丛一丛的树冠按齐整的网格状分布。这些并不是森林,而是在森林被破坏之后大规模种植的油棕种植园。

▲苏门答腊岛占碑市(Jambi)。图片来源:JaniceLee

一直以来,我只从书本上读到油棕种植园对热带雨林的颠覆性的破坏;知道它们对土地的需求,是东南亚特别是低海拔热带雨林大面积消失的一个原因。但是第一次的亲眼相见,我还是被它的尺度震撼了一把。

我要去的地方叫做“希望之林”,座落在占碑市南边大概三个小时的乡下。

▲希望之林(HarapanRainforest)。图片来源:FahrulAmama这是一片由印尼本土保护组织BurungIndonesia和两个英国的保护机构合作,把管理权争取到手、由他们进行长期管理和保护的一大片热带低海拔雨林。▲热带低海拔雨林——希望之林HutanHarapan在印尼话里面就是“希望之林”的意思。希望之林并不是一片原始林。在过去六十年间,它被印尼的林业部以伐木林场的形式,划拨给了一个伐木公司,由他们针对重要的商业性树种进行选择性采伐。几十年的采伐下来,采伐许可证到期,按规定,森林收归林业部。但是由于林业部往往精力和资源有限,这样的森林在伐木结束之后,实际上反而成了一个无主之地。大家可以想象,在过去的几十年间,由于伐木公司数十年的经营,森林的内部和周边多了许多道路设施,也多了许多人口。在管理的缺位之下压力增加,接下来将要发生的必然是,留下来的人口对这片留存下来的森林进一步的压力和破坏——从盗伐木材到攫取野生动物,到进一步的全盘毁林、开荒种植油棕。就像你们在图里看到的这样。▲图片来源:ZuzanaBurivalova事实上从合法的伐木到非法的毁林这样一个过程,是苏门答腊乃至印尼许多地方油棕种植园的一个典型发展道路;也是像希望之林这样伐木结束后的森林,被一步一步蚕食的一个典型命运。希望之林提供的希望因此就在于,由保护组织进驻进行长期的管理和保护、甚至是恢复森林生态系统,可以让这片尽管受伐木之损,但是仍然有苏门虎、苏门象、马来貘、马来犀鸟等数百种鸟兽生活的地方,能够保存下去、恢复起来,为苏门答腊几乎已经消失殆尽的低海拔热带雨林留存一星希望。▲左:苏门虎。右:苏门象。图片来源:BBC、ZaharilDzulkafly▲左:马来貘。右:马来犀鸟。图片来源:BBC、ZaharilDzulkafly

我这里特别想指出的是马来貘。因为它是特别害羞的一种动物,照片其实很少见,所以我在这儿放了一个画的图片,想向大家显示一下它的小崽崽多么可爱。

营地的吉普车从占碑市驶出,驶往希望之林。沿途三个小时的车程,除了间或的城镇和村庄之外,沿途几乎都是油棕种植园。事实上,希望之林就像是一片油棕种植园海洋里的孤岛。所幸的是,这个岛还足够地大。

▲希望之林是油棕种植园海洋里的孤岛。图片来源:JaniceLee选择性伐木来希望之林做研究,我博士课题的设想,是研究希望之林曾经经历过的选择性伐木,会如何影响森林中的鸟类。选择性伐木是全球许多热带森林的一个主要破坏方式。说到这种破坏方式,在某种程度上说,也许是必要的。▲选择性伐木。图片来源:HarapanRainforesst这是因为选择性伐木针对的是森林中的一些口径大、木质优良、并且商业价值特别高的树种——它只是针对这些树种进行砍伐,而其他的一些树木会被留存下来。▲图片来源:ZuzanaBurivalova由于这些树木它们的树龄往往都在几十年甚至上百年,在当前主流的商业模式下,它们只能取自年纪比较大的天然林,尤其是原始森林。对于热带地区经济欠发达的国家来说,在商业性地开采原始林和保护原始林之间,前者往往在政府的决策权衡中占据上风。从生态学的角度说,这样的伐木会如何影响我们的森林和森林里面的生物多样性呢?从植物的角度来说,由于伐木针对的是森林中的“巨人”,是森林中体型最高大的树木,那么它们被砍伐掉之后,森林原本密闭的顶冠就会被破坏掉。这样就会造成大量的阳光进入到森林的底部,而原本在森林底部由于缺乏阳光而生长受限的树种,包括在阳光之内的这些生存空间的突然打开,它们会抓紧机会,迅速生长。▲左:原始林。右:被伐后的森林。图片来源:NigelDickinson随着时间的推移,我们可以看到,在伐过木的森林里面,很多较小的木材会迅速地生长起来。这和原来森林里面有比较大的树木存在、比较空旷的林下结构有着非常大的不同。而这样的不同对于动物来说影响也是很大的。在我为博士项目选题的时候,已经有很多来自世界各地的研究发现,选择性伐木之后的森林里,许多原本依赖于原始森林生境的动物物种会逐渐消失,或者数量减少。就好像我们屏幕上看到的这些来自东南亚的动物。▲左:灰长臂猿。右上:大鼷鹿。右下:棕胸姬鹟。图片来源:WildAmbulance;GaryKinard;PaulvanGiersbergen

但是与此同时,会有一些喜欢开阔生境的物种迁入森林。总体来说,在森林里面的物种的数量和优势会有一个明显的洗牌。

对于这样的一些变化,在科学上其实是了解得比较充分的了。但是科学界对于为什么会发生这样的变化,以及这后面的生态学机制,其实了解得并不是很多。

伐木对小型森林鸟类的影响机制,

是否与天敌危险有关?

来希望之林做研究,我就是希望能够探讨:伐木对小型森林鸟类种群的影响,是由什么样的生态学机制造成的。我探讨这个问题的这扇窗口是天敌危险。什么是天敌危险呢?大家可能很难感同身受,其实自然界里的绝大多数动物都是无时无刻不活在一部“吃人怪兽”的恐怖片里,被各种各样的天敌吃掉的风险是无时无刻不存在的。就连平时总是吃别人的猛禽,也有被更猛的猛禽吃掉的时候。我们来看一下屏幕上的这个录像。这是一只棕尾鵟,kua的一下就被一只夜捕的雕鸮——一种体型很大的猫头鹰——给拔走了。刚才大家可能没有看清楚,所以我们再来看一次。你们仔细看的话,会看到在屏幕大概这个位置,有一双眼睛从远处飞了过来,“啪”的一下就把这只不好好睡觉的棕尾鵟给抓走了。所以如何避免被天敌吃掉,其实是自然界主导动物进化的一个非常重要的生态因素。因为自然选择决定了那些能够成功地把基因传递给后代的个体,首先是能够从天敌嘴里活下来的个体。这样的选择会影响到动物生态的方方面面。我们看一看当前在疫情的危险下不能出门的自己,就会有比较深刻的体会。我们接下来看一些动物抵御天敌危险的例子。天敌影响之一:拟态第一个例子就是大家可能很熟悉的拟态。“拟态”是什么意思呢?简单来说,拟态就是一个生物它穿了别人的马甲,变成了像别人的样子。画面上的两种蛇分布在美国的同一个地区,我们叫“同域分布”。左上角这个蛇是一条有毒的蛇,所以一般脑子比较正常的天敌是不会去吃它的。同一个地方分布还有另外一种人畜无害的无毒蛇,不知道怎么的,它居然穿上了这个有毒蛇的“马甲”。可以看得出来,它的长相是有点模仿这个毒蛇的形态,因为这样的拟态能够帮助它躲避很多天敌的捕捉。下面这个例子就更可笑了。这个蜥蜴生活在非洲的卡拉哈里沙漠,也是人畜无害的。它模仿的对象就是这个甲虫,这类甲虫的英文叫做tyrantbeetle,从名字就可以听出来是一个霸王甲的样子。我们看到这个蜥蜴的长相,其实从它的颜色搭配来看,它是模仿了这个甲虫黑黄相间的样子。而更可笑的是,作为一个蜥蜴,它连蜥蜴的身份也不要了,它走路的方式就像甲虫这样能够站起来,就连行为都在模仿另外的一种生物。我刚才忘了说,这个甲虫其实是能够把一种带有伤害性的酸喷射到敌人的眼睛里面,以此震慑和吓退敌人。所以说它有它的防身武器,这也是那个蜥蜴要模仿它的原因。天敌影响之二:装死例子之二是装死。画面上看到的这三个例子,从两栖类到爬行类到哺乳类,都是很明显的例子。▲装死的两栖类——爬行类——哺乳类。图片来源:Wikipedia这种行为其实是利用了很多天敌不愿意吃已经死掉的猎物这种习性。最后实在不行在近处被天敌抓住的时候,它们会使用最后一招——装死,来逃过一劫。有关蛇装死的这个例子,我还真的有一个小故事。我在读博士的时候参加过一次野外课程,我的同学们当时在森林里面捉到了一条叫做猪鼻蛇的无毒蛇。我们一阵把玩之后,就把这个蛇正常地放回了原地。在这个瞬间,这个蛇决定启动“装死模式”,“啪”一下就翻了过来,腹面朝上。所以其实它就是在用这样的行动告诉我们:不对,不对,我已经是死了的。天敌影响之三:繁育后代第三个例子其实是来自我自己的研究。我在读博士的时候进行了一组平行的研究,当时是在佛罗里达大学的一个管理起来的保护森林里面,是佛罗里达的长叶松这样的生态系统。▲佛罗里达的长叶松我们当时的想法是想研究:天敌危险如果升高,会如何影响鸟类繁育后代的策略和它的效果。我研究的对象,是这种非常漂亮的叫做东蓝鸲的鸟。▲东蓝鸲(Easternbluebird)。图片来源:AdamBetuel东蓝鸲还有一个特性:在洞里面筑巢。自然界里面的洞穴资源其实是很有限的,所以这种鸟类它会很容易就利用人类给它提供的巢箱来筑巢。就像我们图上看到的这个样子。你提供一个这样的巢箱,它很容易就会过来,把它当成一个拎包入住的宾馆。所以我们就能很容易地观察到这个鸟,它从生蛋、到孵小鸟、到小鸟长成的各种里程碑的事件。▲东蓝鸲产蛋、孵蛋、育雏的过程。当时为了研究升高的天敌危险,我们的做法其实还挺可恶的。就是通过在森林里面播放天敌的叫声,就是我们屏幕上显示的三种不同类型的天敌,来让这个东蓝鸲认为自己所处的环境里面天敌危险增加了。

▲东蓝鸲的三种天敌(从左向右):东美角鸮、库式鹰、冠蓝鸦

我们播放天敌叫声,是从东蓝鸲到巢箱里面来筑巢之前就开始了,一直持续到整个繁殖期的结束,差不多五个多月的时间。我们设计了这样一套DIY的播放站。从上往下看依次是:一个CD机装在一个箱子里,这样能够防水;然后通过一条电线连接到地面上的汽车蓄电池;在电线和蓄电池接口之间,我们还加上了一个能够编程的计时器,这样能够控制电流按照我们设计的时间表输送到CD机里面去。经过好几个月的播放,我们从头到尾监测了这个鸟类繁殖和育雏的行为。我们发现了什么呢?总体来说,经过长时间地播放这三个不同种类的天敌叫声,相比于没有进行播放的森林里面,一个季节下来,鸟爸爸妈妈们成功孵出和出飞小鸟的数量降低了40%左右。▲东蓝鸲抚育后代的成效大打折扣。来源:Huaetal.,BehavioralEcology对于自然界时刻在进行传递基因的赛跑的物种来说,这其实是相当大的一个损失。天敌影响之四:社会网络有关天敌影响的最后一个例子是社会网络。什么意思呢?越来越多的研究发现,在天敌的危险下,动物之间甚至会形成相互能够沟通、合作的让人惊叹的社会网络。这里有一个很生动的例子,是来自一种叫做黑顶山雀的北美小型鸟类。▲北美黑顶山雀(black-cappedchickadee)图片来源:MickThompson这个鸟生性很活泼,不怕事,在遇到天敌的时候会发出很多的警报声。我再补充一句,这种鸟的英文名字chickadee其实是来自于它的一个招牌性的叫声,就是“chick-a-dee”这样的声音。刚才我提到了,这种鸟它有在天敌面前发出警报声的习性。然后有研究者近距离地观察了一下,发现这里面其实大有文章。总而言之,在它的“chick-a-dee”声音里面,这个“dee”音节的数量(就是这个图的纵轴所显示的)居然能跟天敌的危险程度成一个几乎完美的对应关系。它遇到的天敌如果越危险,这个小鸟的叫声——“chick-a-dee”声音里面的“dee”音节的数量就会越多。

▲来源:MickThompson;Templetonetal.,Science

举个例子,如果这个小鸟遇到的是乌林鸮,greatgrayowl,这个鸟对它来说危险不是很大,那它可能就会叫一声chick-a-dee。▲乌林鸮(greatgrayowl)但是如果它遇到的是一只危险程度最高的棕榈鬼鸮的话,它可能就会说chick-a-dee-dee-dee-dee-dee。▲棕榈鬼鸮(Northernsaw-whetowl)所以这是一个非常精细的语言的编码系统。反正刚读到这个研究的时候,我是特别特别地震惊。更有趣的是,这样一个语言的编码系统,不仅是黑顶山雀自己能够听懂,甚至连隔壁、可能只能算远亲的红胸?,和连算远亲都有点勉强的灰松鼠,它们也能够听个一字不差,还能根据这样的信息做出适当的行为反应。

▲左:红胸?(red-breastednuthatch)。右:灰松鼠(Easterngraysquirrel)

图片来源:Wikimedia;Shutterstock

亲缘关系这么远的动物,居然能够听懂相互的语言,我觉得这是一件非常神奇的事情。这后面的生态原因最有可能是,这些动物的体型都差不多大小,所以它们面对的其实是同一类的天敌。在漫长的进化过程中,其实对它们来说,能够听懂别人发出的、事关自己生死的声音和信息,这是非常必要的事情。所以可以说,它们是在进化的过程中“学会”了这样的语言编码系统。这样的社会网络,它的好处其实不光是能够提供信息,甚至还能够对参与它的个体提供一些实实在在的红利。鸟浪这里有另外一个例子,就是一种叫做“鸟浪”的遍布全世界的现象。在英文里面,这个词叫做Mixed-speciesflocks,它的中文直译就是:许多种不同的鸟类混到一起,形成一个觅食的群体。就像图上画的这个样子。▲鸟浪(Mixed-speciesflocks)。图片来源:Nature科学上认为,这种现象其实很多时候是鸟类对于天敌的一个防御行为。许多鸟凑到一起来,它们有很多双不同的眼睛都在观望天敌,这样的话能够相互给对方提个醒,给团队成员提供多一些的安全,也能够帮助它们提高觅食效率。同样是在北美,一个非常有意思的研究很生动地说明了这一点。当时研究人员在冬天的时候,把一片森林中的鸟浪里面的一个“带头大哥”给抓走了,他们不停地抓、不停地抓,直到把这种“带头大哥”的鸟种给抓没了。当然他们没有杀死这个鸟种,只是把它们暂时关了起来。后来他们就发现,在这个鸟浪里面一直跟着这个“带头大哥”混的一个小弟,过了一段时间之后,身体状况急剧下降。这其实是非常生动地说明了:参与鸟浪,对动物来说在觅食上有一个促进作用,能够帮助它获得一些生态上的好处。说了这么多,我其实最终想说的意思就是,天敌危险在动物界是无处不在的,它能够影响动物生态的方方面面。视线回到希望之林。我在那边做研究,就是希望探讨伐木是否会影响动物对天敌危险的应对。如果这个答案是“是”的话,那也许就像刚才我提到的那样,能够为我们理解伐木如何影响动物的数量开启一扇窗。“聚扰”防御行为这样的一个研究做起来是非常有意思的。因为我



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