随着沙漠扩张、海平面上升以及其他气候影响使一些地区变得不适宜居住,数千万人将背井离乡。
它们并不孤单。
由于人为引起的气候变化,无数的动植物也将需要迁徙才能生存。但气候迁徙对人类来说是多么具有破坏性,地球上我们许多的同类将没有我们拥有的选择。
这对于适应北极地区严酷气候的植物物种来说尤其如此——北极是地球上变暖速度最快的地方。在某个点,它们将无法再向北迁徙以找到免受灌木和树木(这些植物更能适应温暖的气候)竞争的安全之地。因为它们将仅仅在到达北冰洋和周围水域之前就耗尽陆地。
对于适应生活在北极地区特别严酷气候的植物来说,变暖的环境尤其令人担忧:它们可以尝试向上迁徙,但最终会到达山顶,无处可去。
挪威北极大学博物馆的科学家 Inger Greve Alsos 说:“如果你向上移动太远,向北移动太多,空间就不多了。‘那么它们能在这变暖中生存下来吗?’”
为了保护这些面临人类引起的气候变暖威胁的植物物种的多样性,我们可以采取哪些有益的措施?
这些问题是她研究的核心,Alsos 在最近挪威特罗姆瑟举行的北极前沿会议上描述了她的研究。

Inger Greve Alsos 正在检查一根刚从湖底钻取的沉积物岩芯。像这样的岩芯中保存的 DNA 帮助 Alsos 和其他科学家确定了前数千年里繁盛的物种。(来源:Sandra Garces Pastor 通过 Inger Greve Alsos)
你可能想知道为什么有人应该关心生活在我们大多数人所处环境如此遥远地方的植物。我也曾这么想——所以我就问了 Alsos。
她指出,这种威胁并非北极高山植物所独有。世界各地的高海拔植物也面临着同样的威胁。
更广泛地说,“植物是食物和药物的重要来源。而且对于许多物种,我们还不知道它们的价值。因此,如果我们不保护北极高山生物多样性,我们可能会失去对人类有价值的物种。”
最广泛地说,植物物种的多样性有助于维护生态系统的健康——生态系统在我们赖以生存的地球生命支持系统中发挥着至关重要的作用。
如果我们想找到保护物种免受气候变化影响的方法,了解它们如何应对过去的气候变化会很有帮助。考虑到这一点,Alsos 挖掘——或者更确切地说,钻探——过去。具体来说,她从北极湖泊底部钻取沉积物岩芯。这些岩芯保存着过去生长的物种的古代植物 DNA 片段。
Alsos 在北极前沿会议上告诉聚集的科学家:“我正在窥视过去,并希望能对未来说些什么。”这项工作已经提供了可能对保护工作有用的线索。
这项研究实际上有着深刻的根源,源于 1800 年代初的一项革命性见解。正如 Tim Appenzeller 在《科学》杂志所描述的那样,这个见解是在探险家亚历山大·冯·洪堡于 1802 年攀登厄瓜多尔高耸的钦博拉索火山时产生的。
Appenzeller 写道:“从山上下来不久,”他画了一幅壮观的图,利用钦博拉索火山的山坡描绘了一个在他攀登过程中形成的理念:气候是生命的组织原则,塑造了在不同海拔和纬度发现的独特动植物群落。两个世纪后,这一理念为科学家们提供了一个理解人类驱动的气候变化如何改变生命的知识框架。”
这是冯·洪堡的插图

在 1807 年的一幅描绘厄瓜多尔钦博拉索和科托帕希火山的插图中,亚历山大·冯·洪堡绘制了不同海拔高度的植被分布图。(来源:维基共享资源)
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正如 Alsos 所描述的,从冯·洪堡的变革性见解中得出的教训是,“生命是由气候驱动的——所有研究都证实了这一点。”
包括,不得不说,她自己的研究。
Alsos 和她的同事们的工作依赖于一个事实,那就是生长在湖泊周围的植物的 DNA “迟早会沉到底部,”她说。随着时间的推移,含有植物 DNA 的沉积物层不断积累,将其保存下来。通过这种方式,这些沉积物岩芯就像一本历史书,记录着随着气候的自然升温和降温,不同植物物种的兴衰。

俄罗斯北部乌拉尔山脉北部的大舒丘耶湖上方是崎岖多石的山脉。北极高山植物能否在这种景观中找到躲避急剧变暖温度的庇护所?(来源:John-Inge Svendsen)
Alsos 和她的同事们钻探的湖泊之一位于俄罗斯乌拉尔山脉的北端:大舒丘耶湖。
她说:“我们那里获得了一根岩芯,记录了 24,000 年的历史——这是该地区最长的连续植物记录。”
对岩芯的 DNA 分析显示,从 24,000 年前到 15,000 年前,湖泊周围地区以北极高山植物为主。猛犸象曾漫步在这片无树的景观中。
Alsos 说:“这是猛犸象草原,或猛犸象苔原。”

草原猛犸象 (Mammuthus trogontherii)。来源:Dmitry Bogdanov 通过维基共享资源
它之所以这样称呼,是因为上面插图中描绘的壮丽生物:猛犸象。
这与它数千年前漫游的景观有些相似

研究表明,俄罗斯阿尔泰-萨彦地区这一部分是猛犸象草原最接近的现代类比。(来源:ru.wikipedia 的 Kobsev)
直到 15,000 年前,大舒丘耶湖周围的环境可能看起来是这样的:无树,以适应极寒的低矮植被为主。
但 Alsos 的 DNA 分析表明,大约从那时开始,气温开始变暖,矮灌木开始在该地区扩张。然后,在大约 9,000 年前,发生了一个真正的剧变:气温变暖到足以让森林占据主导地位,将北极高山植被挤走。
Alsos 说:“当森林扩张时,似乎大多数北极高山物种都消失了。‘如果这就是我们未来可以预期的,那真是个坏消息。’”
但仔细观察后发现了一个更微妙的景象,这可能预示着更好的未来结果:植物物种实际上设法在这里和那里坚持了下来,这很可能是因为大舒丘耶湖周围崎岖的岩石悬崖。
Alsos 认为,在那样崎岖的地形中,树木无法扎根。但在悬崖的缝隙中,许多猛犸象草原植物找到了长期的庇护所。4,000 年前气候变冷时,树木退去,这些北极高山物种从它们的庇护所中出现,再次繁盛。
她和她的同事们在其他湖泊也记录了类似的模式,这次是在斯堪的纳维亚北部,提供了佐证。直到大约 15,000 年前,该地区都被冰盖覆盖。当冰盖退去时,以北极高山物种为主的苔原开始出现。
Alsos 说,随着该地区大约 10,000 年前气温变暖,灌木和树木入侵,“导致植被发生了转折点”。“在一些地方,这导致了北极高山物种的灭绝,而在其他地方,它们设法得以生存。”
同样,多样的地形很可能提供了庇护所,北极高山植物即使在其他地区树木占据主导地位时也能在那里生存。
这项研究的一个令人鼓舞的启示是,如果我们想阻止北极高山植物消失,我们应该考虑创建自然保护区。这些保护区在拥有多样化地貌特征的地区最有帮助,这些地貌特征可以为本无处可去的植物提供类似的庇护所。同样的策略也可以用于世界其他山区,而不仅仅是北极。
我们可以认为这些保护区的作用类似于著名的斯瓦尔巴全球种子库。
Alsos 问道:“我们的国家公园应该设在哪里?我们应该在哪里为未来保护北极高山植物?”她认为,通过继续利用 DNA 作为工具来研究气候变化对植物的影响,可以得到更多答案。
她说,这项工作具有特殊的紧迫性,“因为气候变化的速度比过去更快,幅度也更大。”
如果生活在高北地区的原住民的经验可以作为参考,那么随着变暖加速,苔原已经开始发生变化。正如挪威萨米议会主席 Aili Keskitalo 在北极前沿会议上所说:
“我们的苔原正在改变。原本没有树的地方正在长出树木。在不久的将来,我们可能再也认不出我们那片无树的山地平原了。我们可能唯一剩下的记忆就是这个词本身,苔原,tūndâr。”














