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科学家在变暖的地球上为帝王蝶创造新的越冬地点

开心的月饼 2024-10-23 14:55:04 健康养生

在已有灌木(Seneciocinerarioides,窄叶绿灰色)的树荫下种植灵芝冷杉(圣杉)幼苗作为保护性“护理植物”。背景中的大树是成年的哈特威吉松,这种松树达到林木线。由于海拔过高,墨西哥中部内瓦多德托卢卡火山东北坡海拔3800米的地点完全没有灵芝冷杉。种植人员是印第安原住民。

科学家在变暖的地球上为帝王蝶创造新的越冬地点

在已有灌木(Seneciocinerarioides,窄叶绿灰色)的树荫下种植灵芝冷杉(圣杉)幼苗作为保护性“护理植物”。背景中的大树是成年的哈特威吉松,这种松树达到林木线。由于海拔过高,墨西哥中部内瓦多德托卢卡火山东北坡海拔3800米的地点完全没有灵芝冷杉。种植人员是印第安原住民。

帝王蝶的迁徙是自然界的奇观之一。

每年秋天,美国北部和加拿大南部都会诞生新一代帝王蝶。随后,数亿只帝王蝶会飞到4,000至4,800公里外的墨西哥中部山区。

它们在高海拔的神圣冷杉林中过冬。如果没有这些神圣的冷杉,帝王蝶就无法在艰苦的迁徙中生存下来。

但随着全球变暖,这些森林预计将缓慢地向山坡上移动。到大约2090年,它们将不再出现在山上。因此,有必要在它们目前的地理范围之外创建新的森林:例如在更东边更高的山上。

“我们在这里展示了在附近的托卢卡火山(海拔3,400至4,000米)上种植新的神圣冷杉森林的可行性,”墨西哥米却肯圣尼古拉斯大学教授、《森林与全球变化前沿》新研究的主要作者CuauhtémocSáenz-Romero博士说。

“我们称之为‘辅助迁移’:将现有神圣冷杉种群的种子培育成的幼苗移植到新地点,预计到2060年,由于全球变暖,新地点的气候将变得与今天的越冬地点相似。”

坚持立场

2017年,Sáenz-Romero和同事从墨西哥帝王蝶生物圈保护区(MBBR)海拔3,100至3,500米的八片神圣冷杉林的球果中采集种子。他们用这些球果培育幼苗,最初在海拔1,900米的遮荫棚中培育两年,然后在海拔3,000米的苗圃中培育一年。2021年7月,他们将幼苗移植到托卢卡内华达东北坡海拔梯度上的四个地点。

研究人员之所以选择这座山,是因为它距离MBBR最近,峰顶高度比那里神圣冷杉的最高分布点(3550米)高出1,130米。它也是一个自然保护区。

他们在3,400、3,600、3,800和4,000米四个海拔高度种植了960棵幼苗。后者是内瓦多·德·托卢卡的林木线,被纳入其中是为了找到神圣冷杉在当前气候下可以生存的最高海拔。幼苗分布在每个海拔高度的30个空间块上,注意将MBBR中每个原始林地的幼苗数量相等。

幼苗总是种植在“护苗”下,以保护它们免受过度日照和极度寒冷的影响。这些护苗包括海拔3,800米以下的Seneciocinerarioides灌木,以及海拔4,000米以下的Lupinusmontanus灌木和Pinushartwegii树木。

2021年9月至2023年12月期间,Sáenz-Romero及其同事(包括研究生和Matlatzincas印第安原住民的当地林业工作者)每两个月测量一次每棵幼苗的表现,即其存活率、高度和直径。由于实验的目标是保护神圣的冷杉,而不是木材生产,因此存活率被视为最重要的衡量标准。

更冷且更高

结果表明,随着原地和种植地之间的“生态距离”(温度、降水量和干燥度等一系列气候变量的加权差异)的增加,移植幼苗的表现会下降。总体而言,当幼苗被移植到比MBBR中原地更冷、更高的地点时,成活率和生长情况会恶化。在4,000米处,生长几乎为零,而许多幼苗则出现霜冻损害。

在海拔3,600米至3,800米之间,幼苗的垂直生长减少了54%,生物量减少了27%,存活率比3,400米基线低27%。作者认为这个存活率“非常可接受”。

“这些种植林最终可以成为气候变暖后帝王蝶的越冬地,”Sáenz-Romero总结道。

“事实上,帝王蝶近年来在托卢卡内华达州较冷的地方建立了新的大型群落,这表明它们已经在寻找新的地方过冬,因为它们在MBBR内的历史遗址现在太热了。一旦我们的幼苗完全长大,它们也有望发现我们的种植地点。”

“我们强调,为帝王蝶开辟新区域与继续努力保护帝王蝶生物圈保护区内的现有栖息地并不相互排斥。两种方法应相辅相成,具有同等的优先性。”


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