碳污染正在对地球造成各种奇怪的影响,包括剧烈的气候变化和生态系统的重塑。每天都带来新的惊喜,这是由地球变暖的连锁反应驱动的。现在,《环境研究快报》上的一项新研究表明,气候变暖可能已经在阿拉斯加北极地区将海狸释放到了苔原——它们的活动可能会加速永久冻土的流失。
在阿拉斯加和加拿大,海狸主要居住在森林里。但情况正在发生变化。夏季变长,季节性冬季冰层变薄,灌木丛越来越多地生长,这使得苔原对这些啮齿动物的吸引力越来越大。近年来,研究人员已经记录到海狸在这些无树的景观中筑坝,苔原现在也出现了更多的湖泊。
阿拉斯加费尔班克斯大学的地理学家本杰明·琼斯想知道这些变化是否是海狸造成的。利用 100 平方公里(近 25,000 英亩)区域的 12 年高分辨率卫星数据,该区域位于阿拉斯加西北部的北部鲍德温半岛,他和他的研究团队进行了海狸数量普查。他们绘制了水坝和附近水体的地图,并计算了地表水随时间增加的量。
这些啮齿动物非常喜欢苔原。研究区域的海狸水坝数量从 2002 年的 2 座激增至 2019 年的 98 座。同时,池塘和湖泊的面积从 594 公顷增加到 643 公顷(分别约合 1468 和 1589 英亩)。其中,海狸对此增加负责 66%。琼斯说:“[这一发现]对该地区永久冻土和热喀斯特形成动力学具有相当大的影响。”琼斯是该研究的主要作者。
海狸是生态系统工程师。当它们在水道上筑坝时,这些啮齿动物也会改变它们的局部环境,部分是通过创造支持许多其他物种的湿地。然而,在这种情况下,它们可能会无意中加速一个可能导致碳排放增加的过程。
在这项研究中,海狸优先在永久冻土丰富的湖盆区域的溪流上筑坝。聚集的水会加热冰冻的土壤,导致冰融化,地面下沉,加深池塘并储存更多水。当这些冻土融化时,微生物会分解土壤中曾经无法获取的有机碳,并将碳以二氧化碳或甲烷的形式释放(释放哪种气体取决于土壤的湿度等因素)。本质上,海狸可能会加速由人类引发的、最终将进一步加剧地球变暖的反馈过程。“我们可能发现了另一个指示这些永久冻土地区正在发生变化的指标,”琼斯说。他说,虽然他的研究集中在一个有高分辨率数据的相对较小的区域,但海狸已知遍布阿拉斯加和加拿大的永久冻土地区。“许多研究将湖泊面积变化作为北极变化的一个指标……但并没有真正考虑海狸,”他说。
“这是一篇很棒的、发人深省的论文,”纪念大学的永久冻土研究气候科学家 Marilena Geng 说,她没有参与这项研究。“现在我们可以考虑一个新的反馈循环。”
然而,重要的是要注意,研究团队并未直接将永久冻土融化增加与海狸池塘联系起来。众所周知,苔原上更多的地表水会侵蚀永久冻土——这一点没有争议。但加州州立大学海峡群岛分校的生态水文学家 Emily Fairfax 表示,你不能将这种关系应用于海狸池塘。相反,大多数海狸建造的水体倾向于较浅,因此在冬季更有可能完全结冰,这将阻止永久冻土的大量流失。在一项基于研究区域典型海狸水坝高度和冬季气温的计算中,Fairfax 认为研究区域的大多数海狸池塘在冬季都会结冰,并且“更像是浅水湿地,会像永久冻土的活性层一样经历冻融循环。”Fairfax 补充说,“作者暗示的影响规模被夸大了。”
即使海狸确实导致了一些额外的融化,也很难说这最终会对储存或流失的土壤碳总量产生多大影响。正如 Fairfax 指出的那样,海狸池塘可以保留来自已经会排走的永久冻土融化的水。而干燥的永久冻土土壤则非常易燃——一旦点燃,就会向大气中释放大量碳。
而且没有科学家说我们应该责怪海狸,因为它们以对原生生态系统提供许多好处而闻名。“海狸不是导致北极变暖的主要力量。人类才是,”Fairfax 说。“我们已经把它变暖得如此之多,以至于生态系统正在发生变化,并且对海狸变得更加宜居。”