重新引入狼群影響了黃石公園的群聚,但別妄想是治療生態系的萬靈丹

重新引入狼群影響了黃石公園的群聚,但別妄想是治療生態系的萬靈丹
Photo Credit: Arne von Brill@Flickr CC BY 2.0
我們想讓你知道的是

重新引入狼群造成的串聯效應影響了黃石公園地區的群聚,而且這種影響會持續下去。但我們不要妄想讓掠食者族群重新恢復是治療生病生態系的萬靈丹。

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文:西恩・卡羅爾(Sean Carroll)

狼與柳

1995年1月12日中午,在黃石公園的拉馬爾山谷(Lamar Valley),美國內政部長巴比特(Bruce Babbitt)、魚類及野生動物管理局局長貝蒂(Mollie Beattie),以及其他三人,從騾子拉的雪橇上抬下一個灰色的不鏽鋼鐵箱,接著把它放到水晶溪(Crystal Creek)畔的獸欄中。巴比特從鐵箱的孔洞中往裡瞧,和他對看的是一頭九十九磅重的雌灰狼。下午時分,籠門打開了,這頭母狼加入有五個成員的狼群。兩個月之後,這些狼適應了新環境,關住這群狼的獸欄打開了。

對這些狼來說,放牠們自由是一段長達一千五百公里旅程的終點,這段旅程始於牠們位於加拿大亞伯達(Alberta)的故鄉,途中搭乘了直升機、飛機和貨車。對於灰狼這個物種而言,這也代表了牠們長達七十年的重返黃石公園之旅結束了。1926年,黃石公園最後一頭灰狼遭到獵殺。對於這個美國第一座也是最有名的國家公園而言,灰狼野放代表新生態秩序的開始。

對於參與這個過程的人們來說,灰狼重返黃石公園也是一個漫長且時而出現傷痛的旅程。曼多塔湖計畫進行得非常快速,從整合概念、籌募資金,到展開行動,只花了兩年,然後施放了將近一億條魚,幾乎沒有任何公眾抗議,也沒有公開的儀式。

「灰狼重現黃石公園計畫」(The Yellowstone Wolf Restoration)花了二十多年,最後放養到廣大野地中的狼只有三十一頭。這個計畫需要藉助國會立法,必須解決法律訴訟和法院命令,相關的《環境影響說明書》(Environmental Impact Statement)十分厚重,並且吸引了十八萬條公共評論。

這個計畫的科學原理非常簡單。黃石公園是美國的賽倫蓋蒂,其中哺乳動物的密度是美國本土四十八州中最高的。水牛和灰熊本來遍布美國西部,但目前黃石公園成為牠們免於滅絕的唯一庇護之所。但有一個在歐洲殖民抵達之前繁盛的物種,已在黃石公園中消失了六十年,這個物種就是灰狼。灰狼消失之後,園內的馬鹿(elk)數量暴增,大量的鹿對整個生態系中的樹木與植物造成巨大的危害。沒有了灰狼,這個生態系便不再自然與「完整」。

這個計畫的法律基礎也非常簡單。國會在1973年通過了「瀕臨絕種法案」(Endangered Species Act),要求在可能的情況下,讓瀕臨絕種的生物恢復數量。1974年,灰狼宣布成為瀕臨絕種的動物。

但在文化層面上事情可就複雜了。美國灰狼是因為人們拓殖而滅絕的,因為這些掠食者被認為會危及家畜(如牛羊)的性命。灰狼本來遍及北美洲,但是消滅牠們的運動如此緊鑼密鼓,使得牠們到了1930年代在美國各州幾乎全都消失了。對於大多數美國人來說,讓灰狼重返美國西部某個受到限制的區域,就像是讓牲畜殺手重返牧場與農場一般。除此之外,對於獵人和嚮導而言,大量馬鹿群是重要的經濟來源。多了灰狼就等於讓馬鹿減少,也等於狩獵額度和收入的減少。

相反地,野生動物保育者和環境團體把灰狼當成指標動物,用以說明人類無知又魯莽地改變自然所造成的後果。對他們來說,重新引入灰狼是向前邁進一大步,令人振奮。但這是多愁善感還是科學理性呢?有些人懷疑。灰狼一定會跑出黃石公園找尋獵物,我們真的要冒這個險讓牠們回來嗎?

法規要求得先解決這些彼此衝突的看法,因此魚類及野生動物管理局得進行研究,預測讓灰狼重返對於灰狼本身、其他野生動物獵人、牲畜以及整個黃石公園周邊地區的利弊得失。結果就是《環境影響說明書》(EIS),其中的各種預期結果,是基於一個分成十群、共一百頭灰狼的「實驗」族群所得到的推論。

在獵物方面,預估馬鹿會是灰狼的主要獵物,七十八頭到一百頭灰狼,將會使得黃石公園北部的馬鹿減少5%~30%,騾鹿(mule deer)減少3%~19%,麋鹿減少7%~13%,水牛減少15%以下。灰狼不會影響到大角羊(bighorn sheep)、叉角羚(pronghorn antelope)或雪羊(mountain goat)的數量。根據EIS預測,在頭五年,灰狼不會對於牲畜造成什麼影響,之後每年則可能會吃掉十九頭牛和六十八頭羊。

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Photo Credit: Unknown@Wikimedia Commons Public domain
黃石公園中的狼群

在這三十一頭灰狼野放後十年,黃石公園與周邊地區的狼增加到三百零一頭,但這些大量增加的狼隻並沒有影響到麋鹿或是水牛,牠們的數量穩定成長。也沒有影響到大角羊、叉角羚和雪羊的數量。灰狼殺死牲畜的數量,也符合狼群擴大後的預期,羊隻每年的損失中有1%是狼群造成的,牛隻則只有0.01%。不過對於馬鹿的影響就很明顯了。從1995到2004年,馬鹿的數量減少一半,從一萬六千七百九十一頭減少為八千三百三十五頭。每年每頭灰狼大約殺死了十到二十頭馬鹿。

在推行野放計畫之前,讓生態學家反覆斟酌的重大問題,就是狼隻對獵物之外造成的影響。在很久之前,眼光深遠的博物學家雷帕德(Aldo Leopold)就指出,狼群的消失是麋鹿和馬鹿數量大增的最重要原因,結果導致木本植物遭到過度啃咬。當黃石公園中馬鹿數量受到狼群獵捕而下降時,生態學家的確注意到有些改變發生了。

山楊是北美洲分布最廣的樹木,但在美國西部某些地區的數量持續減少。1997年,俄勒岡州立大學的生物學家瑞波(William Ripple)注意到,黃石公園的山楊數量越來越少。他推測有幾個可能的原因,包括氣候變遷、野火、昆蟲或其他寄生蟲的侵襲,以及遭到過度啃咬。瑞波和他的研究生拉森(Eric Larsen)為了進一步調查原因,取得了公園北部各種不同大小的山楊心材樣本,好計算這些山楊的年輪。

結果讓他們大吃一驚,幾乎所有樹木都超過七十歲,85%的樹木是在1871到1920年之間成熟的,只有5%的樹木是在1921年之後長出來的。山楊主要的繁殖方式不是靠種子,而是靠地上長出新的芽,所以一定有某個原因讓新芽無法長成大樹。瑞波和拉森認為,線索來自於樹木年齡的分布方式:在1920年之前,山楊都長得很好,但是之後就不是這樣了。

他們知道馬鹿會吃山楊,在冬天,這種高品質食物占了馬鹿食物的六成。他們也知道狼會吃馬鹿,但在1920年代,狼就被獵殺殆盡了。瑞波和拉森把三個點串在一起:狼吃馬鹿、馬鹿吃山楊,因此狼的消失影響了山楊的數量。這和太平洋的海獺—海膽—海帶的營養級串聯如出一轍。狼這種關鍵物種的滅絕,使得馬鹿數量不受控制,從而抑制了山楊的生長。

不過,狼的復原計畫正在進行,瑞波和拉森認為:「北部地區狼群的數量恢復,長期下來對山楊是有利的。」瑞波和其他科學家也想知道:如果狼對山楊有利,那麼還有哪些物種會受到影響?

馬鹿也會啃食在溪邊生長的灰楊(cottonwood)和柳樹。瑞波的同事巴希塔(Robert Beschta)1996年開始研究這兩種樹木,他注意到在黃石公園中,溪畔通常沒有什麼樹木,就算看到柳樹,也都因為經常受到啃食而發育不良。他調查了灰楊的樹齡分布,發現其中的模式和瑞波研究受到馬鹿啃食的山楊相同。

但在接下來的十年中,瑞波和巴希塔發現公園中某些地區中的山楊、灰楊和柳樹的狀況改變了。這些樹木受到啃咬的狀況減少了,幼小的山楊和柳樹能夠長高,特別是在溪邊的族群。柳樹對於河狸很重要,反之亦然。柳樹叢能提供河狸食物與建築材料,河狸建築的水壩則會成為柳樹生長的環境。在狼群回來之後,到了2009年,拉馬爾山谷中河狸群體的數量從一群增加到十二群(圖9-4)。

(生命的法則)圖9-4
Photo Credit: 八旗文化
圖9-4:在灰狼重新引入黃石公園後,山楊的數量恢復了。左邊的照片是引入前,右邊是引入之後,可以看到少了馬鹿的啃咬,山楊(位於前景)生長茂密。

重新引入狼群還有其他的串聯效應。灰狼是郊狼(coyote)的天敵,後者是體型較小的中階掠食者。在黃石公園以及鄰近的大提頓國家公園(Grand Teton National Park)中,有灰狼居住的地區(這些灰狼是從黃石公園遷徙過去的),郊狼數量減少了39%。而郊狼轉而獵捕年幼的叉角羚。長期研究顯示,在有狼群活動的地方,小鹿的生存率提高為四倍。

必要性與充分性

重新引入狼群造成的串聯效應影響了黃石公園地區的群聚,而且這種影響會持續下去。但我們不要妄想讓掠食者族群重新恢復是治療生病生態系的萬靈丹。分子生物學家使用「必要性」和「充分性」這兩個易懂的詞彙,來描述一個系統運作所需的成分。其中,必要成分和充分成分各會造成一些結果。我們已經看過許多例子,說明了通常需要掠食者來控制獵物的數量,但是光憑牠們就足以讓食物網和生態系重新恢復功能嗎?

在曼多塔湖和黃石公園的例子中,答案多半是「不」。在曼多塔湖的實驗中,吃浮游生物的白鮭剛好大量減少,可能才是讓浮游生物變化和水質改善的必要附加條件。在其他有狀況湖泊中進行的實驗也顯示,除了要流放掠食者之外,還要把吃浮游生物的魚類移除,才能改善湖泊的狀況。在黃石公園中也有類似的狀況。研究人員發現,在公園的某些地方,河狸數量並沒有恢復,這些地方七十年來受到侵蝕和其他因素的影響,地貌和溪流的特性已經改變了。狼群尚不足以讓這些物理性變化反轉。讓關鍵物種恢復對於生態系是有幫助,但可能無法完全重建原貌。

我們可能會猜想,生態系改變得越嚴重,就越不容易恢復原狀。但我們在下一章中將會看到,這樣的結果無法讓那些傑出的人們停止持續嘗試。

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書籍介紹

本文摘錄自《生命的法則:在賽倫蓋蒂草原,看見大自然如何運作》,八旗出版
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作者:西恩・卡羅爾(Sean Carroll)
譯者:鄧子衿

生命是如何運作的?不同尺度的生命是否背後有同樣的法則在運作?在非洲莽原上,獅子和斑馬要如何維持適當的數量?我們的身體如何在器官和血液中製造出適當數量的細胞?地球為什麼是綠色的?動物為什麼不是什麼都吃?獲獎無數的生物學家兼科普作家卡羅爾(SeanCarroll)在《生命的法則》一書中,告訴我們頂尖科學家尋找這些簡單又重要問題的答案之故事,還有這些答案對於人類健康的重要性、對於地球健康的重要性。

書中揭露了一項重要的觀念:在大自然中,所有的事物都受到調控。不論是我們身體內各種分子的數量,到野生動物與植物的數量,都受到一些規則的調控。並且讓人驚奇的是,雖然受到調控的事物尺度天差地遠,但是這些規則卻極為相似。換句話說,生命是依照一套共通的邏輯在運行的,這套規則被作者稱為「賽倫蓋蒂法則」。

卡羅爾仔細說明這些深奧的知識是如何推動醫學革命,包括治療糖尿病與癌症;同時強力說服讀者,現在我們該運用這套「賽倫蓋蒂法則」,拯救危機重重的地球。

生命的法則
Photo Credit: 八旗文化

責任編輯:潘柏翰
核稿編輯:翁世航