“基建狂魔”河狸 把水坝修到北极

不光改变了北极苔原的生态,还可能影响全球气候

齐鲁晚报     2023年02月22日
  河狸是一种呆萌可爱的小动物,它们身体圆滚滚,小眼睛、短脖子、小短腿,却长着一对极其犀利的大门牙和一条像船桨一样的大尾巴。作为大自然最卓越的“土木工程师”之一,河狸最强大的本领就是筑水坝。
  不过,谁也没想到,如今北极正在被河狸“入侵”并改造,河狸的到来,不仅改变了北极的地形地貌,还产生了一些意想不到的后果。
胆小怕事的河狸 靠潜水躲避天敌
  河狸给人的第一印象就是圆和憨,它体长1米,体重可达30千克。世界上现存两种河狸,北美河狸主要生活在北美地区,另外一种是欧亚河狸,主要分布在欧洲的森林,在我国新疆北部也有其活跃的足迹。河狸善于用锋利的门齿咬断树枝,在河流中修筑水坝,被誉为“动物界的建筑师”,它们改变地貌的能力仅次于人类。
  河狸胆小怕事,而且自卫能力很差。在陆地上,它们天敌众多,狼、狐狸、熊甚至猛禽,很轻易就能把河狸变成腹中之食。不过,河狸也有应对高招,发现天敌之后,它们会迅速钻入水中,敌人只能“望洋兴叹”。河狸是潜水高手,游泳速度非常快。一只成年河狸在水中深潜时间可长达12-15分钟,这种高超的潜水本领,能让它有效躲避虎视眈眈的敌人。
  河狸还有一个非常憨的操作,那就是它们喜欢搓澡,而且搓澡次数每天至少五六次。研究发现,河狸尾腺能分泌防水油脂,每次搓澡前,总会往尾巴上抹一抹,目的就是把防水油脂涂抹在身上,以便在水下自由活动,同时毛发还不会被打湿。
  河狸有强烈的领地意识,对外来入侵的同类,会发出警告甚至武力冲突,在繁育季节,对误入其中的人类也会发起攻击。它们通过肛门腺分泌的气味来辨识家庭成员,同样也会用此方式识别其他河狸。研究显示,领土接近的河狸家族间会互相视为“邻居”,在对方领域活动时不会被驱逐。
  在欧洲,欧亚河狸受到保护,在中国,河狸被列为一级保护动物,并设有新疆布尔根河狸自然保护区。
“基建狂魔”忙碌一生 只为有个安乐窝
  河狸在陆地上动作迟缓,视力也不太好,但是水性良好,所以会选择在水里筑巢,以躲避捕食者攻击。河狸对栖息地的要求非常高:要有充足的水域,以便能到更远的地方活动;水位要足够高,避免巢穴入口暴露在空气中;河水流速要尽可能缓慢,这样水温才会升高;河狸的食物是木头,运输木头时需要借助水的浮力,所以水域面积也非常重要。
  自然界很难找到这样“十全十美”的地方,不过没关系,河狸会自己改造环境,这是它们刻在骨子里的“基因”,打小就会。如果枯水期水面下降,河狸的家就会失去天然庇护。为了防止这种情况,聪明的河狸学会了筑大坝,保持水面相对稳定,从而保护自己的小家不被袭击。
  小小的河狸是怎么修建水坝的呢?第一步,得有足够的建筑材料。河狸修水坝的主要材料是木材,这个好办,本身就在森林里,就地取材就行了。河狸除了是天生的土木工程师,还是优秀的伐木工,不费吹灰之力就能啃倒碗口粗的大树。
  没错,河狸伐木,靠的就是无比强大的门牙。河狸的牙齿属于终生生长,尤其是一对大门牙更是含铁,有利于啃咬树木。一旦河狸选择在某一河段安家,它们就会去周围啃树,一棵周长40厘米的树,河狸只用2个小时就能啃断。啃断之后,河狸就会分段咬断树枝,将它们拖到河道里修建水坝。
  有了建筑材料,第二步就是把这些木材运到施工现场。如果伐木的地方离筑坝地方比较近,那还好办,把木头啃成几截拖过去就行了。如果伐木的地方比较远怎么办?这当然难不倒聪明的河狸。有时,河狸会挖一条小运河,从筑坝地点直通伐木场,然后把木材拖到小运河里,再从水中运到施工点。
  材料搬运到位后,就可以着手修建大坝了。大的树干、树枝作为主框架,小树枝作为次框架,树枝之间的缝隙用树叶、泥土填充。经过全家的辛勤劳作,一个像模像样的水坝就会很快完工了。
  有了水坝,即使枯水期,水面也不会显著下降。所以,河狸就可以在这个小水库里放心修筑它们的“湖心别墅”了。河狸在水库中央修筑的家,里面非常宽敞,干湿分区,既有日常起居的地方,也有贮存食物的地方。出入口在水面以下,非常安全,没有捕猎者能够进入骚扰。
  水坝建成,还会造福其他邻居。河水无法直接流向下游,最终让河流变成一个个湿地,湿地淹没的植被树木等,会成为鱼儿们躲避天敌、产卵的场所,鱼儿多了,又吸引了鸟儿,让整个生态链变得更加丰富和完整,所以河狸成为当地湿地环境的关键物种。
水坝修着修着,就修到了北极
  从前,河狸并不是在北极地区生存的动物,这里大多数地方都结着冰,“水利工程师”们无法施展自己的水坝技术,也找不到地方修建自己的“小木屋”。苔原上那一层薄得可怜的植被,也让它们无法找到修水坝的“建材”,而且食物还少得可怜。
  不过,随着全球变暖,自19世纪末以来,北极地区平均气温升高了1.8℃。温度持续上升,流水结冰时间缩短,更多灌木甚至乔木长了起来。环境渐渐改变,从前不愿来的客人现在欣然来访,河狸就是其中之一。
  根据美国阿拉斯加州北极苔原70年间(1949-2019)遥感数据,科学家发现河狸最早在1980年来到北极修建水坝并形成“河狸水塘”,之后水坝数量持续增多,仅在2003-2017这十多年间,大部分地区“河狸水塘”的数量都翻了一番。一直到2019年,他们一共发现了11377个“河狸水塘”。
  “从天上看河狸改造北极地貌的规模和速度,就如同在北极烧了一场大火一样”,美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校的生态学家说。
  河狸的“水利工程”,毫无疑问让它们在北极苔原以南的森林中,成为显著影响生态系统和物种组成的关键物种。这些年来,北极地区的河狸越来越多,正不知不觉改造这里的环境和气候。
  在上世纪80年代,北极地区还没有河狸,当时河流面积并不大;但是河狸来了之后,在河流上修建了太多的“河狸水坝”,密密麻麻的水坝改变了河流走向,扩大了水域面积。
  河狸刚开始只是在北极边缘的森林区域活动,随着全球持续变暖,导致灌木带北移,河狸也跟着灌木北移,创造出更多的河狸水坝。
  结冰的水环境和低温,曾让很多生物对北极苔原都望而止步。而“河狸水塘”的出现,增加了地表水面积和深度,使其更能保持热量而不易结冰,很可能会吸引许多新的水生物种迁移至此。
小小河狸,竟能影响全球气候?
  河狸到北极,对当地的生物多样性可能是好事。但对全球气候来说,可不一定。
  阿拉斯加费尔班克斯大学的研究者说,事实上,河狸们正在北极周围制造危险的绿洲。河狸用它们出了名的龅牙啃断灌木,还会使用苔藓、莎草和泥土来筑造堤坝,在冻土区形成一处又一处的池塘。
  河狸会彻底改变地貌,并制造出小型湿地。“进化使河狸成为近乎完美的水利工程师。”研究者说,它们知道该把堤坝建在哪里,“河狸真的是在地表上创造出了这些绿洲,使得北方物种在北极有了立足之地。”
  大部分科学家将河狸的工程视为有益。苔原上河狸水坝形成的池塘,让周围的一切更加欣欣向荣,水坝池塘为一系列生物提供了栖息地,包括昆虫、青蛙和鸣禽。
  北极苔原虽然也有几种鲑鱼的身影,但它们从前更多只是路过,河狸对这里水环境的改变,给这些鲑鱼提供了在此产卵繁殖的可能。储存在冻土里的矿物质,也可能会随着河狸的“水利工程”而暴露出来,促进周围灌木的生长、灌木的崛起,又会吸引来更多的其他生物。
  对北极苔原的生物多样性来说,河狸的影响或许是正向的,但它们对气候变化的负面影响,却值得重视。“河狸水塘”带来蓬勃生机的代价,是融化了的永久冻土层。
  河狸水坝使得河流水位升高,形成的池塘更深,水流速度更慢,创造了温暖水体,这又融化了周围的永久冻土层,而北极的永久冻土层中,储存了大量甲烷,永冻层的融化会释放甲烷,甲烷是强力温室气体,温室效应是二氧化碳的20多倍,将会进一步导致全球变暖。
  “河狸池塘”淹没的区域,会导致下面的永久冻土层解冻,如果河狸在北极苔原继续大规模建设水坝,那它们可能真的是在“燃烧北极”,持续将永久冻土里的温室气体释放出来。
  不过,这并不能怪河狸。科学家表示,如果不是全球变暖导致北极气温升高,河狸是无法在这里生存的;河狸活动只不过是北极气温升高后,动物扩散到这里的结果,动物活动虽然会造成永冻层融化和甲烷释放,但问题的根本,却是如何遏制全球变暖,而不是将责任归咎为河狸。



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