重复摄影揭示冰川如何随时间变化

贾斯珀国家公园占地 4,200 平方英里，位于阿尔伯塔省的落基山脉。这座加拿大公园以其森林、冰川和偏远小径而闻名，同时也设有迎合游客的零售店和连锁餐厅。从 20 世纪 90 年代中期开始，随着开发加速和游客激增，阿尔伯塔大学的研究人员开始研究如何最好地恢复自然环境。他们很快意识到，他们对公园原始状况知之甚少。

幸运的是，一位公园管理员刚刚发现了一批 735 张黑白照片，存放在一个旧地下室里。这些照片拍摄于 1915 年，距离公园成立不到十年。“我们意识到它们与众不同，”维多利亚大学的生态学家埃里克·希格斯（Eric Higgs）回忆道，他当时在阿尔伯塔大学领导了这项恢复的研究。“这显然不是一本私人相册。”照片按地点分组，面向所有方向，似乎是一项被遗忘已久的调查的产物。

希格斯和研究生珍妮·雷姆图拉（Jeanine Rhemtulla，现任不列颠哥伦比亚大学教授）决定看看他们是否能找到原始的景观，希望能将这些图像与今天的景色进行比较。为了方便操作，他们找到了一台剩余的大画幅胶片相机，并重新拍摄了照片。经过练习和坚持——以及友好直升机飞行员的频繁搭乘——他们在两个夏天里完成了这项调查。雷姆图拉的细致分析表明，森林覆盖已经变得更加茂密和同质化。贾斯珀多年来发生了变化，这对栖息地和火灾易感性产生了影响，而阿尔伯塔团队本无法以其他方式发现这一点。

希格斯当时并不知道，他偶然发现了一种叫做重复摄影的研究技术，这种技术可以追溯到一百多年前。贾斯珀的工作将继续成为地球上最大的重复摄影计划之一，即“山脉遗产项目”（Mountain Legacy Project）。

回望历史

重复摄影始于 19 世纪 80 年代，距摄影发明不到半个世纪。这项技术最初被用来监测高山冰川的年度变化，并记录植物的生长，从而增强了之前只能通过绘画或文字记录的观察。

但直到 20 世纪 50 年代末，重复摄影的真正潜力才显现出来，当时亚利桑那大学的两位科学家开始研究索诺兰沙漠的生态学。因为他们想了解长期的、大规模的变化，包括几十年的农业如何影响生物多样性，所以只在一个地点拍摄多张照片是不够的：他们需要追溯到他们出生之前的照片。

因此，生物气候学家詹姆斯·哈斯廷斯（James Hastings）和植物学家雷蒙德·特纳（Raymond Turner）没有从户外开始研究，而是开始在图书馆档案中工作，检索 19 世纪 80 年代以来的索诺兰沙漠照片。有些照片是出于科学目的拍摄的，有些则是为了测量或记录景观。在重新拍摄了 1 英里（约 1.6 公里）土地上的 300 个地点后，他们出版了《变化的英里》（The Changing Mile），这本书不仅改变了人们对沙漠的认识，也让其他科学家认识到历史影像的价值。

“一旦你开始看老照片，你看待事物的角度就会完全不同，”美国地质调查局退休的水文学家和重复摄影师罗伯特·韦伯（Robert Webb）说，他曾与特纳密切合作该书的第二个版本，于 2003 年出版。“你会开始意识到，还有另一个维度，那就是时间，它让你认识到这些系统是具有活力的。”

由于自然界的变化是普遍的，而且摄影术已经有 180 年的历史，因此重拍历史照片在许多领域都获得了关注。韦伯利用旧照片研究科罗拉多河等水道的行为，并观察大峡谷植被的变化。其他人则调查了极地冰盖的破裂以及阿拉斯加冰川在气候变化后的退缩。

“重复摄影与许多科学技术非常不同，因为它不仅可以用来回答许多研究问题，还可以产生许多研究问题，”韦伯说。有了地点、档案和相机，研究人员就能接触到全新的探索领域。

新工具，新成长

在贾斯珀国家公园的两年爬行之后，希格斯认为他在 1999 年已经完成了相机和登山的工作。作为一名生态学家，他欣赏重复摄影——尤其是在了解了韦伯、特纳和其他前辈之后——但他渴望回到他日常的生态系统恢复工作。历史的偶然性将他拉回档案，并促使他创立了山脉遗产项目。

与欧洲和美国大部分地区不同，19 世纪末的加拿大仍然很大程度上是未知领域。为了建设铁路，向国内外开放土地进行采矿和定居，政府以前所未有的速度绘制了数千英里的崎岖地形图。铺设测地链测量地面距离——当时的标准测量技术——过于耗时，而且在山区绘制高程图几乎没有用。随着政府日益不耐烦，一位名叫爱德华·德维尔（Edouard Deville）的测量员提出了尝试一种在他祖国法国发明的技术：借助一种称为经纬仪的光学设备（测量角度），测量员可以将一套全面的全景照片转化为精确的地形图。

德维尔和他的继任者成功了，在 19 世纪 80 年代到 20 世纪初的几十年里绘制了加拿大大部分地区。地图绘制完成后，这些照片就不再需要了。沉重的玻璃底片被销毁，但它们却被错放到了渥太华的一个仓库里（也许是被一位有远见的公务员故意转移了）。希格斯的毕业研究生在调查贾斯珀照片的空白处时，发现了它们，并研究了邻近公园的等效照片。整个收藏共计 120,000 张照片，整齐地保存在 300 个大盒子里。

希格斯没有错过这个机会，并立即开始重新拍摄一些照片。“在过去的 20 年里，我们已经拍摄了大约 8,000 张重复照片，”他说。大画幅胶片相机已经被淘汰，取而代之的是数码摄影。谷歌地球和 GPS 技术能让摄影师到达正确的位置，通常在一米之内就能找到原始测量员曾经透过镜头看的位置。在地面上，重拍者——现在主要是学生——经常会看到原始测量留下的痕迹，包括百年老旗帜上的织物。

然而，即使有了现代技术，希格斯说，体验“重复摄影眩晕”也很常见，即你站在一个位置，你很确定你在正确的位置，但一切看起来都不一样了。”在某些情况下，植被过度生长导致视野被遮挡，或者原地点本身无法到达。

很快就清楚，落基山脉森林日益增长的密度和同质性并非贾斯珀特有。希格斯认为，早期测量照片中看到的旧生长和新生长交织在一起的景象，很可能是自然气候效应以及原住民火灾管理实践的结合。

“我们正在研究如何与原住民社区合作，将这些模式带回景观，”他说。更广泛地说，他和他的一些同事正在努力为加拿大落基山脉做哈斯廷斯和特纳最初在索诺兰沙漠想要实现的事情：以开放的心态研究整个生态系统。在某些情况下，他们会发现惊喜——例如，废弃的山区煤矿周围出现了新的生物多样性——这促使了那些原本无法想象的研究。

“重复摄影极大地影响了我对变化本质的思考，”希格斯说。“它让我思考我们如何以及为什么进行恢复，以及在一个不断变化的世界里，这看起来会是什么样子。”重复摄影不仅仅是通往过去的窗口，它提供了一个审视未来环境的透镜。

乔纳森·凯茨（Jonathon Keats）是《发现》杂志的特约编辑。本文最初以“熟能生巧”为题刊登在印刷版上。

编者注：本文的先前版本错误地列出了索诺兰沙漠摄影集的书名。书名是《变化的英里》（The Changing Mile）。