导语：一位科学家带着手绘地图和防熊喷雾重新开启了史上持续时间最长的冰川研究，一起来了解下当时地形的巨大变化吧。

　　当一位科学家于20世纪初研究这个峡湾时，这片地区完全被约翰·霍普金斯冰川所覆盖，如今这里则是大片开阔的水面。

　　摄影：BRIAN BUMA

　　撰文：Craig Welch

　　翻阅一堆发霉的美国中西部旧报纸，搜寻100年前的手绘地图，获取散布着狼和棕熊的昔日阿拉斯加丛林的信息，通常这并不是生态学家惯用的工作方式。事实上，科学家Brian Buma就是通过这种方式，来追踪一位传奇科学家的研究。这位传奇堪称现代生态学教父，他在生态学领域声名显赫，以至于美国生态学学会专门设立了一项以他命名的奖项。

　　Buma是阿拉斯加大学东南分校的副教授，过去他一直在广袤的阿拉斯加冰川湾国家公园中寻找微型样地。这些样地是由植物学家William Skinner Cooper 于1916年首次圈定的。样地极为重要，此项目也是科学界持续时间最长的自然实验之一，有助于我们认识美国研究最多且最具活力的地区。

　　Cooper熟知冰川湾的悠久历史，他阅读过18世纪的乔治·温哥华船长的探险日记，曾沿着约翰·缪尔的足迹探索过冰川湾。早在1925年，Cooper就牵头提议将冰川湾设立为国家公园，55年后他的梦想终于实现了。

　　由于Cooper在冰川湾国家公园中隐秘样地的惊人发现，这项开创性研究写入了大学教科书，但不知为何却慢慢被人淡忘。Buma决定将其找回。

　　“我是看着《夺宝奇兵》长大的，一直喜欢探寻古迹，探索遗忘之地，不断突破极限。寻找样地的过程就囊括了所有这些元素，”Buma说道。

　　于是，去年夏天，在国家地理的资助下，他带着古老的影像资料、一个金属探测器和防熊喷雾来到了冰川湾国家公园，最终找到了Cooper创建的样地。随着气候的改变，植物群落也产生了惊人变化，如今他正通过这些样地引领大家重新认识植物群落的变化方式。当地时间本周四，在美国生态学学会发表的一篇论文中，Buma提出如下观点：冰川湾国家公园的冰川比地球上任何其它地方消融的都快，新的灌木、林木如雨后春笋般出现，只是不像人们认为的那样简单、有规律，就像Cooper曾经证明的那样。

　　“人们认为植物群落一直按照非常有序的方式变化，每次你走进一个拥有上千年历史的森林，看起来一切都没变。除非能够长期观察景观的变化，否则无法检验上述观点正确与否。过去Cooper一直尝试通过长期观察解决这个谜题，现在我们又重新恢复了这一方法，”Buma说道。

　　这些照片展示了几十年来一些样地发生的巨大变化。

　　供图：BRIAN BUMA

　　探寻古老秘密

　　对Buma来说，冰川湾一开始就是个迷。1794年，英国探险家温哥华在冰川湾发现了一座32公里宽、1200米厚的冰山，整个海岸线都被巨大的冰山群覆盖，这就是冰川湾的首份非本地记录。1879年，Muir到访该地区，希望能实时观察冰川如何塑造地形，彼时冰川湾的冰线已经后退了近80公里。

　　1916年，Cooper来到阿拉斯加，在融冰下方的荒原上，他利用温哥华绘制的地图圈出一些小型样地，来追踪研究样地上植物群落的变化规律。几十年来，随着肥沃的土壤和云杉、柳树先后出现，他和学生注意到每块样地生长的植物都存在略微差别。Cooper渐渐老去，他的学生则继续记录着这片地区的变化。

　　“这就是Cooper所发现的规律。利用这些样地能够开展长期实验，研究这片地区不断出现的发展变化，真是不可多得的机会，”冰川湾国家公园生态学家Lewis Sharman说道。

　　“他建立了世界上运行时间最长的样地系统，从样地中获取的信息塑造了我们对地球生态的认识，这堪称奠基性的研究，”Buma说道。

　　然而，到了20世纪90年代初，这些样地就被抛弃了。最后一个知道样地位置的人已经离世。冰川湾的景观仍在变化，但这些独特的“窗口”却早已遗失。

　　于是Buma前往明尼苏达大学寻找曾经的档案。他找到了Cooper的原始数据，包括古老的照片、始于1916年的手写笔记本和大量草图。在Cooper的记录说明上，有些类似海盗地图的标注：找到一块大岩石，向北偏转15°，直走45步，你将会发现一块稍小的岩石。Buma把所有原始资料都复印了一份。

　　Buma来到阿拉斯加，乘皮艇游览了冰川湾国家公园的最远端。不过，一切都发生了巨大变化。磁北极也产生了移动，曾经的岩石被大铁钉取代，柳树林跟儿童攀登架一样密集。“有时候前进1公里就需要半小时。”一路上还有熊和狼出没。

　　他发现了Cooper创建的样地，通过这些样地可以发现许多信息。

　　在Cooper的研究过程中，这片地区的森林迅速生长。

　　供图：BRIAN BUMA

　　改写教科书？

　　其中一块样地上生长着2米多高的柳树，地面上堆积着死去的灌木丛。在相隔18米的地方，另一块样地已被一棵大云杉荫蔽，地上铺满了落下的针叶。一些柳树林看上去与100年前没有差别，另一些柳林已经成为了桤木林的一部分。

　　“对外行人来说，这是非常有趣的现象。它充分表明大自然是多么变幻莫测，”Buma说道。“柳树种子偶然落入其中一块样地，另一些种子落入另一块样地，这些都会造成影响。哪怕是随意把一块石头踢入样地，100年后可能就会产生很大的影响。”

　　许多植物演替的生态学著作都认为“首先出现的是草本植物，接着是丛生植物，最后才是灌木和演替树种，”Buma说道。“这些猜测构建成了许多模型”，其中许多被科学家用于预测气候变化的影响。Cooper的目的是，反对在科研中严重依赖类似推断的倾向，更多的进行直接观察，Buma说道。

　　随着冰川消退，植物不断向北方和海拔更高的地方转移，许多科学家预测森林将继续扩张。但Buma认为实际情况没那么简单。“我们并未见到太多植物演替现象，只是看到柳树和灌木不断增加，成为垄断树种。”

　　Buma清楚，这些小型样地不能产生推广性的结论，但这并不是说我们不能从中发现丝毫规律。植物会对气候变暖做出不同反应，一些向北转移的植物将会阻挡另一些植物的扩张。“小型植物通常会抑制大型植物的发展，这是因为它们移动的速度更快，”Buma说道。

　　换句话说，“预测植物会以有序的方式扩张，可能过于简单，”Buma说道。

　　Buma准备继续开展Cooper的研究，Sharman表示由衷的感谢。

　　“冰川湾国家公园将会对科研带来巨大贡献，Cooper也深知保护它的重要性。具有重大科研价值的国家公园屈指可数，冰川湾国家公园之所以有如此大的价值，完全是受Cooper的重要影响。” Sharman说道。