南极凯西站(Casey Station)周边的苔藓床至今已有400年的历史,植被茂盛、翠绿葱葱,因而获得了“南极丹翠雨林(Daintree Rainforest)”的绰号。
苔藓床是南极洲最高的古植被,苔藓床高度一般为几厘米,分布于水岸周边,在冰雪融化带来的营养和水的作用下茁壮成长。
研究团队正在采集一种生长期漫长的苔藓样本
过去的25年里,来自伍伦贡大学(University of Wollongong)的莎伦·罗宾逊教授(Professor Sharon Robinson)一直在研究这些苔藓所扮演的生态角色。
2022年春季,罗宾逊教授和来自南极环境未来保护团队(SAEF)的新团队向南进发。
这个价值百万美元的苔藓床与此前相比,发生了些什么变化呢?
罗宾逊教授说:“我最近一次来到这里是在2013年,当时我们收集的样本表明,凯西站附近的风车行动群岛(Windmill Islands)地区正在变得干燥。苔藓床的健康状况正在下降,喜欢生长在干燥环境的苔藓种群比过去更丰富。”
当心脚下苔藓!
大好晴天,宜监测苔藓
研究团队将目光投向了南极两个特别保护区(ASPAs),并在这两个地区进行实地工作。
但走入这些地方需要采取的复杂的步法,避免损坏脆弱的苔藓床。
罗宾逊教授说:“我们在岩石上跳跃,将脚、膝盖和手肘放在岩石上,在不踩到苔藓的前提下,与苔藓近距离接触。”
排除完所有误差后,研究小组在指定位置放置了一个25平方厘米的“样方”——与2003年以来接受检查的位置完全相同。
宝,我把这里的气候缩小了!
研究团队在苔藓床放置微气候传感器
苔藓在微气候中茁壮成长,栖息在自己的“微地形”里。
伍伦贡大学研究员克里斯特尔·兰德尔(Krystal Randall)说:“微地形是山脉和山谷的缩影——就像山脉和山谷会有不同的小气候一样,苔藓也会有不同的小气候,这取决于它们在微地形中生活的位置。”
研究小组在微地形适合的地方安装了带有温度探测器的金属丝。
“这是一项非常繁琐的工作,因为我们需要插入金属丝且不对苔藓造成任何损害,与此同时,我们又需要在岩石上保持平衡,但在某些岩石上想要身体保持平衡特别困难!”
用“叉子”与海绵研究苔藓
研究团队用金属丝和传感器环绕苔藓床以研究微气候
研究团队采集样本以确定苔藓的物种和健康状况,同时使用海绵检查苔藓所含的水分。
兰德尔女士说:“我们还将传感器的尖端插入土壤中,我们称之为‘微气候叉’。这些传感器会测量土壤温度、土壤湿度、地表温度以及地面附近的气温。”
研究团队将零散的数据收集起来,以更宏观的研究视野呈现出这片苔藓床正在经历着什么,并告诉我们为何如此。
测绘苔藓
凯西研究站附近的苔藓床
在研究过程中,无人机也派上了用场,它们在对环境不造成任何影响的情况下为研究团队提供了大量信息。
兰德尔女士说:“我们分析这片苔藓床是为了观察绿色、红色和灰色苔藓的数量多少,因为这三种颜色分别代表了苔藓的健康、生病以及重病死亡三种情况。”
该团队与塔斯马尼亚大学(University of Tasmania)的一个小组合作,使用高光谱成像仪(hyperspectral cameras)和传感器来观察苔藓的颜色。
“有些色素是短期压力的指标,还有些色素代表更长期的压力,可能是未来苔藓死亡的早期预警。”兰德尔女士解释道。
苔藓死亡的早期预兆?
野外工作并非公园散步,研究团队常常会遇到恶劣天气
该研究团队尚未从实地工作中得出任何研究结论,但实际上一些苔藓出现了死亡的早期迹象。
兰德尔女士说:“自2013年以来,我们观察到其中一个样方有一半的苔藓消失了。由于我们已经九年没能去到这片苔藓床,所以不能判断这些苔藓两年前还是七年前消失的,但苔藓很可能已经被极端天气下春季的融化水流冲刷到了下游,因此我们假设苔藓丢失可能发生在两年前凯西研究站的热浪侵袭。”
目前研究团队正在分析从实地收集的苔藓样本和图像。
南极环境未来保护团队(SAEF)实地工作的第一年
苔藓研究团队成员:莎伦·罗宾逊、克里斯特尔·兰德尔和乔治亚·沃森
2022年春季是南极环境未来保护团队(SAEF)实地工作的第一年,南极环境未来保护团队是澳大利亚南极项目与澳大利亚各地大学和研究机构的合作伙伴,由澳大利亚研究委员会(Australian Research Council)资助。
对于伍伦贡大学研究员乔治亚·沃森(Georgia Watson)来说,这也是个人的里程碑。沃森女士说:“这是我第一次去南极洲,也是南极环境未来保护团队的第一个野外考察季,所以我为自己能够成为苔藓项目野外团队的一员感到欣喜若狂。第一次代表南极环境未来保护团队到南极南部对我来说意义重大。”
南极洲苔藓的更多用途
雪天的凯西站附近,有一抹南极流行色:黄色
苔藓是南极洲东部最大的植物,为大量微生物提供了栖息场所,如轮虫、线虫和缓步类动物(tardigrades)。
苔藓在生长过程中也会将二氧化碳固定在细胞中,就像一些冰芯可以捕捉二氧化碳气泡并揭示过去的气候一样。这些苔藓层是南极洲海岸周围气候历史的“有效记录者”。
对于罗宾逊教授来说,研究南极的苔藓物种是为热爱劳动。“这些微小的植物在南极洲长了数百年,记录了它们周围的环境,以及人类在全球其他地区所做的事。”罗宾逊教授表示道,“我喜欢利用现代科学技术来解读南极洲过去的故事,并希望有助于保护南极洲未来的环境,这样一来,这些苔藓就能在未来的500年内继续生存下去。”
科普注释:
①丹翠雨林(Daintree Rainforest)位于昆士兰州北部海岸地区,距离著名的旅游城市凯恩斯(Cairns)约125公里车程,是联合国教科文组织评定的世界自然遗产昆士兰湿热带地区(Wet Tropics of Queensland)的一部分。丹翠雨林在本文用于比喻在南极具有同等生态价值的苔藓床。
②凯西站(Casey Station)是一个位于南极洲温森斯湾(Vincennes Bay)的澳大利亚永久考察站,截至2016年2月亦是澳大利亚在南极最大的常年性考察站,隶属于澳大利亚南极司(Australian Antarctic Division,AAD),该站于1969年建成。
③风车行动群岛(Windmill Islands)是南极洲的群岛,位于66°20′S 110°28′E,威尔克斯地的海岸外27公里,文森斯湾东侧,由约20座岛屿组成,较大的岛屿有霍尔岛(Holl),福特岛(Ford),赫林岛(鲱鱼岛)(Herring)和彼得森岛(Peterson)。
译者:吴慧璇
原文链接:
https://www.antarctica.gov.au/news/2022/researchers-return-to-antarctic-rainforest/