北极食物链的崩溃

北极食物链的崩溃

作者：达米安·勒封（Damien Lafont）

译者：常梦秋

北极地区和亚北极地区的气温上升率比地球上其他任何地方都要高。气温上升会迅速融化这里的部分冰雪，使海平面上升，海水酸化。气候还会影响植物的生长，吃植物的动物也会受影响。但这种影响会传播到整个生态系统里吗？毕竟动物对环境变化也是有应对和调节能力的。

特殊的现象——雪上雨

北极的气候正变得越来越温暖，越来越潮湿。通过卫星记录的数据，科学家发现，北极地区在过去的十年间，夏季海冰大面积减少，无冰水面增加；而在冬、春两季（11月到4月），气候变暖现象尤为明显，变暖速度是其他地区的两倍之多。

这种气候变暖导致了海冰的消失，影响了北极熊的生存。同时，海冰的消失还导致了更严重的后果：由于海冰的融化，能够反射阳光的冰面面积减少，大部分阳光的热量被海水吸收，海水的蒸发变快，加快了水蒸气和云的积聚，继而导致雨水增多。雨水掉落到雪上后遇冷会冻结成冰，科学家把这个现象叫作“雪上雨”。

“雪上雨”也正在威胁着北极生态系统。

随着气温上升，降水更多地以雨水而非雪水的形式从天空降下，使北极许多地区的雪层变薄，这对野生动物的栖息地产生了巨大影响：环斑海豹分娩所用的洞穴会被雨水融化，使刚出生的小海豹不得不裸露在冰面上，更容易被北极熊和北极狐等捕食者发现，继而导致环斑海豹的数量下降。而环斑海豹数量的降低也会反过来对以环斑海豹为食的北极熊产生不利影响。

“雪上雨”大多发生在冬季（冬季通常被定义为地面被雪覆盖的那几个月），而北极的冬季通常会持续长达半年以上时间。所以，与北极夏季的气候条件相比，北极冬季的气候条件对北极的生态系统的影响更为关键。冬季里，携带更多水汽，更加温暖的空气会增加下雨的频率使雪层最上面原本疏松的雪变成一层厚厚的冰。这层冰让小型哺乳动物在雪下穿行变得困难，食草动物更加难以吃到深埋在雪（冰）层下的草料了。比如挪威的斯瓦尔巴群岛的典型植被（苔藓、地衣、小灌木）大部分都不高于10厘米，但这里的冰层厚度却达到了10～20厘米，小型动物将面临食物缺乏的危机。

“雪上雨”对北极生态系统的连锁反应

气候变化不仅会影响到海豹或北极熊等单个物种，更会对这些物种所属的各个生态系统产生严重的影响。由于无法打破雪（冰）层吃到苔藓和地衣等草料，不少驯鹿和麝牛都被饿死，种族的数量在不断减少。比如麝牛，它是终年生活在恶劣的北极环境中的大型哺乳动物，但也没能很好地适应气候变化对生态系统产生的影响。正因为如此，仅2003年一年，处于北极地区的班克斯岛上就因为“雪上雨”有近20000头麝牛被活活饿死，而巴瑟斯特岛上麝牛的数量也骤降了80％。如果“雪上雨”持续且更为频繁地影响北极许多地区的话，麝牛这个种族的未来就将变得岌岌可危了。

▲ 麝牛

挪威科学技术大学生物系的布拉格·汉森（Brage Hansen）博士向我们展示了“雪上雨”不仅会对单个物种产生负面影响，还会间接影响到其他物种，形成连锁反应，从而最终影响整个食物链。

各类食草动物因很难刨开雪层找到植被而大量死亡，这些尸体会使食肉动物有充足的食物来源，食肉动物因此能够大批繁殖。等夏天来临时，食肉动物数量的增多会影响迁徙途中路过此地或暂居在此的动物。这就是一个从植被减少（被冻在冰里）影响到整个生物链的连锁反应。

这种连锁反应在位于北极地区的斯皮次卑尔根岛上表现得尤为明显：这个岛上主要生存着三种食草动物——驯鹿、岩雷鸟和旅鼠，它们有一个共同的天敌——北极狐。影响它们数量变化的主要因素就是“雪上雨”。“雪上雨”使土壤上层原本疏松的雪变成一层冰。这层冰不但让驯鹿很难刨开雪层找到植被，也使岩雷鸟和旅鼠很难找到食物，导致这个冬天和来年春天，三种食草动物的数量都急剧减少。

但是，食草动物数量的骤减不会立即出现在北极狐的身上。相反，驯鹿的大量尸体使北极狐的食物异常充裕，不仅可以让它们度过异常寒冷的冬天，甚至繁殖率还会大大升高，有越来越多的小北极狐出生。

等到第二年夏天，数量增多的北极狐会因驯鹿尸体的减少，而大量捕食路路过这里的迁徙动物（比如海鸟、黑雁），还有新出生的各种鸟类，从而对整个以苔原为基础、以北极狐为顶端的食物链产生连锁反应。

食物链

食物链是表示物种之间的食物组成关系。生态系统中动物分别扮演着不同的角色，可以分为生产者、消费者和分解者（微生物）。最底层是“生产者”，比如绿色植物（苔原），以阳光来进行光合作用；再上层是“消费者”，细分为初级消费者，次级消费者等，初级消费者（驯鹿）依赖生产者供应物质和能量，而次级消费者（北极狐）通过捕食初级消费者来获得能量。

当冬天来临时，北极狐几乎吃光了之前所有的驯鹿尸体；而熬过了上一个冬天的驯鹿体型更加健硕，北极狐要想捕食它们也更加困难；由于食草动物在大规模死亡、数量骤降的一年里，无法立即繁盛起来，这些因素都导致了北极狐食物来源的匮乏，数量开始骤减，繁殖率也开始降低。

驯鹿等食草累动物的减少，使北极狐的数量随之起落，但这种起落具有一定的滞后性和延时性。因此，北极狐可看作是“雪上雨”引起的诸多连锁反应中的一个风向标。它已经从全球苔原的南部边缘逐渐消失了，这引起了人们对其生存的担忧。北极狐栖息在最为寒冷的两片区域——北极苔原和海冰地区。除了驯鹿，它们还以旅鼠等生存在苔原地区的啮齿类动物为食，而北极狐的生命周期往往也反映了这些啮齿类动物的生命周期。当旅鼠数量很多时，北极狐也更容易存活，且大量繁殖，进而导致整个种群数量达到峰值；相反，在旅鼠数量极少的几年间，北极狐就很可能要忍饥挨饿，继而改吃包括各种鸟类、鱼类及腐肉等其他食物。这也就是为什么北极狐有时会尾随着北极熊，在浮冰上长途跋涉，捡拾北极熊捕获并吃剩下的海豹尸体。

▲ 北极狐

旅鼠也是连锁反应中重要的一环

事实上，不论是作为各种食肉动物的捕食对象，还是各种植物的食用者，旅鼠都在以植物为基础的苔原生态系统的生物链中扮演着至关重要的角色。北极地区生存的旅鼠终年都很活跃。冬季里，旅鼠生活在雪下，这样可以隔绝地面的严寒，远离捕食者，还能吃到植物。倘若气候好的话，旅鼠便可以更早地开始繁殖下一代。

不幸的是，科学家发现挪威近几十年间不断上升的气温和不断变化的湿度使雪层变薄，旅鼠会因“雪上雨”带来的影响而数量骤减。因此，“雪上雨”等极端条件缩短了旅鼠的生命周期，并形成了一种全新的模式——旅鼠再也没有种群鼎盛的时期了。科学家认为，旅鼠无法定期形成种群鼎盛将使北极狐没有充足的食物，很可能导致它们的繁殖率下降，继而种群数量骤减。

旅鼠数量的骤减还会影响到春夏季迁徙到这里的动物，它们因为没有足够的食物而不会选择在这里长久停留，甚至繁殖后代。

旅鼠也是北极狐最主要的食物来源，若旅鼠的种族数量骤减，那么自然也影响着北极狐的生存。如果这个地区的北极狐只能靠捕食旅鼠这单一物种而生活，它们通常也不会选择在这里繁殖，除非春季里旅鼠的数量特别多。倘若旅鼠的数量发生季节性改变，即从春季数量达到最大值改为秋季，那么这种季节性的变化显然会对在春季繁殖的北极狐产生不利影响。

北极地区在气候方面正经历着巨大变化。科学家利用气候变化模型预测，北极地区未来冬季的气候会变得越来越温暖、多变，“雪上雨”发生率会增多40％，这些都将对北极地区和亚北极地区的各个物种和各个生态系统造成更严重的影响。