生必有用 死而不息:這是"死樹們"物盡其用的一生

　　2018-02-25 00:03:05　來源: 網易科學人


　　早在大陸分裂之前，在我們的祖先構想出斧頭或小艇之前，死樹就開始在海上漂流。然而，當一棵樹在今天的河流或溪流中倒下時，它的死後之旅卻鮮少有人研究和理解。當樹在流動的水中倒下時，它就會「轉世」。樹枝、樹皮和樹心（看起來似乎都是漂浮的垃圾）變成了植物和動物的食物甚至家園。在原生林倒下的樹木中，高達70%的有機物殘留在溪流中，足以為生活在那裡的生物提供營養物質。

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　　電線桿大小的原木沿著薩利希海（Salish Sea）的海岸漂流。埃里克·哈蒙德（Erik Hammond）把他的鋁製小艇輪子轉過來，並接近原木。他抓起自己的斧子和毛巾，然後像父親一樣，在浮木上跳來跳去。哈蒙德用斧頭把錨釘在最上等的三根浮木上，並把它們綁在船尾。

　　當船轉向時，繩索繃緊，原木會突然翹起來，然後就會順從地跟在船后。哈蒙德對此感到滿意極了，他解開繩子，然後把它們扔到海灘上。但是，這些木頭會繼續航行，朝著他的夥伴喬治·摩爾(George Moore)前進，他把這些木頭加在自己的小艇後面。

　　

　　圖1：對於人類和各種生態系統來說，浮木都是一種寶貴資源

　　哈蒙德和摩爾是加拿大不列顛哥倫比亞省吉布森市的「海灘拾荒者」，也被稱為「原木拯救者」。這裡是位於溫哥華以北不到50公里的一個沿海小社區。在太平洋西北海岸，海灘拾荒者曾經是很常見的職業。現年72歲的摩爾自孩提時代就始終在追逐原木。

　　現年41歲的哈蒙德和父親一起為原木做標記時，還穿著尿布。這是一種近乎苛求、有時甚至非常危險的職業，要求力量、平衡、技巧和對力學和物理學的掌握。作為回報，它提供了不確定性和很少的報酬。但是哈蒙德表示：「我喜歡這項工作，這也是我唯一知道如何去完成的工作。」

　　在這個平靜的夏日午後，哈蒙德和摩爾收集了許多可供銷售的木材，伐木公司沒有它們的記錄。當這些木材在水上自由浮動時，它就會對航海造成威脅。今天的收穫主要是杉木和雪松，它們將通過一個合作社出售，並將總價值的一部分返還給伐木公司。

　　對於哈蒙德和摩爾來說，每根浮木可帶來大約25美元的收入，以供他們平分。除此之外，他們也在尋找原始的、未砍伐的樹木，這些樹被風、侵蝕或洪水捲入水中。由於沒有伐木公司分成，這種木材可以賣得更多。哈蒙德和摩爾表示，海灘拾荒的最好季節是秋季和冬季的幾個月，當漲潮與強風暴相結合時，風暴會破壞樹木，並將它們捲入到暴漲的河流和溪流中。

　　然而，無論是整齊的鋸木、扭曲的樹枝亦或是帶著樹根的樹樁，無論是工業砍伐還是被洪水淹沒的樹，都是被衝上岸或漂浮在水裡的樹木殘骸。除了越來越少的海灘拾荒者外，水手們想要極力避免引人注目的死木頭，可是為什麼還有人關心它們呢?

　　這是因為，對於連接森林和海洋的食物網，浮木做出了巨大貢獻。從溪流到河口再到深海，浮木幫助塑造了它所經過的每個環境。儘管人們意識到溫帶雨林中富含來自海洋環境的氮，並通過分解鮭魚來運送，然而人們不太清楚的是，這些森林裡的枯樹會在海中漂浮，並成為食物和棲息地的重要來源。?

　　早在大陸分裂之前，在我們的祖先構想出斧頭或小艇之前，死樹就開始在海上漂流。然而，當一棵樹在今天的河流或溪流中倒下時，它的死後之旅卻鮮少有人研究和理解。當樹在流動的水中倒下時，它就會「轉世」。樹枝、樹皮和樹心（看起來似乎都是漂浮的垃圾）變成了植物和動物的食物甚至家園。在原生林倒下的樹木中，高達70%的有機物殘留在溪流中，足以為生活在那裡的生物提供營養物質。

　　石蛾（Caddis）和蜉蝣在固定於浮木上的同時，也經歷了它們自己的蛻變。當它們再出現時，它們會變成鮭魚、蠑螈、蝙蝠和鳥類的食物。較大的原木控制著河流的形狀和水流，創造了水池和背部的漩渦，鮭魚在這裡休息和產卵。這些池塘為小鮭魚提供了重要的庇護所，供它們在進入大海之前進行孵化、覓食和躲避捕食者。

　　當木材穿過漫灘時，它與海岸發生碰撞，並重新塑造海岸。有些原木被錨定在那裡，捕獲淤泥和種子。隨著新植被的生根發芽，鹿鼠、田鼠、鼩鼠和花栗鼠開始收穫忙碌。黃鼠狼、水貂和老鷹會給它們帶來營養，給土壤施肥；那些漂流到河口的木材成為了飢餓禿鷹和蒼鷺的棲息之地；對於疲倦的鸕鶿、鵜鶘和海豹們來說，這些木材成為天然的木筏；還可充當鯡魚卵的育兒室。

　　太平洋西北部河口形成的時間相當短，大約有15000到10000年歷史。它們被冰所塑造，在很大程度上它也是由於浮木的改造能力而形成的動態環境。在這裡，樹木仍以傳統的方式流入河流，但自從河流通航、工業伐木、河濱開發和水力發電大壩出現以來，人類在塑造水道方面發揮了主導作用。

　　在美國俄勒岡州、華盛頓州和加拿大不列顛哥倫比亞省，伐木公司繼續將木材順流而下，送到木材加工廠加工。就在20世紀90年代，每年有100億板尺的木材漂流而下或儲存在太平洋西北部的河流中。如果這些原木中只有1%逃脫，而且在某種程度上躲過了海灘拾荒者的捕撈，那就意味著每年有1億板尺的可銷售木材變成了浮木。但在如今，只有一小部分木材進入海洋環境。無論是被砍伐的原木還是倒下的整棵樹，更少木材完成了從森林到海洋的旅程。

　　哈蒙德在他的船和木頭之間不停地移動著。由於已經有36根原木拖在後面，他仔細檢查水下的情況。哈蒙德稱它們為「Peelers」，因為它們是適合製作膠合板的木材。目前，雪松是最有價值的，但大多數原木最終都被加工成紙製品。當哈蒙德的父親和祖父還在的時候，浮木就少了很多。

　　在太平洋西北部，砍伐樹木的數量減少了，伐木公司在保護和捆綁他們的木材方面更加小心。摩爾宣稱：「Howe Sound曾經是世界上最大的原木分類場。這裡到處都是木頭，連盲人都可以撿到木頭。」

　　

　　圖2：娜塔莉·克雷默(Natalie Kramer)多年來始終在研究加拿大西北地區奴河上的浮木

　　儘管海灘拾荒者已經是個夕陽產業，但對於哈蒙德和摩爾來說，這仍然是值得去做的工作，值得他們使用來之不易的知識和技能，感受與這個地方和他們過去的聯繫。這兩個人都從事著其他兼職工作，但在這裡，他們找到了他們最重要的職業滿意度和身份認同感。

　　不列顛哥倫比亞省的海灘拾荒者並不是唯一對浮木感興趣的群體。在過去的7個夏天裡，娜塔莉·克雷默（Natalie Kramer）始終在加拿大西北地區的浮木殘骸中划行，這個地方位於吉普森以北1400公里處。克萊默是個32歲的河流地貌學家。而且，她還參加過許多河流比賽，她也恰巧是世界上最優秀的女皮艇運動員之一。

　　克萊默博士關於木材運輸動力學方面的論文就集中在奴河上，這條河向北流進了大奴湖，然後又流進了麥肯齊河，並從那裡匯入北冰洋。在北美地區，只有密西西比河的流域面積比它更大。由於受大規模工業發展的影響較小，麥肯齊河系統幾千年來沒有太大變化，這使其成為研究浮木及其與海洋和河流生態系統關係長期影響的天然實驗室。

　　對克萊默來說，河流是地球的血脈，而浮木就是血脈中的營養成分。2011年，當她親眼看到巨大的原木連續3天從奴河上漂浮過去時，她得出了上述類比。克萊默說：「那時候我就想，有這麼多的材料!這是許多人讚嘆不已的景觀的重要組成部分。」

　　

　　圖3：人們划船在浮木中穿行於奴河之中

　　有一天，克雷默偶然在河邊見證了巨大的原木堵塞場景，與探險家亞歷山大·麥肯齊（Alexander Mackenzie）在1789年日記中所描述的場景相似。克萊默從中取出一棵樹，發現它已經有50多年的歷史了。

　　這種天然木材和巨大木筏的巨大堵塞曾經在河流和河口十分常見，並且有許多文獻記錄。路易斯安納州紅河上的「大木筏」也許是最著名的，在1830年被移走之前已經存在了375年。筏子及其相關原木堵塞了227公里長的主要通道，並延伸了大約兩倍遠的距離。

　　克雷默的研究表明，浮木可以充當穩定沙丘的基石，並在河口處形成砂壩，為潮汐和海浪的上升提供了重要的緩衝。但是世界各地的海岸線（特別是在發達的溫帶地區），與人類定居之前相比，它們現在已經嚴重缺乏木材了。

　　隨著河流失去浮木，水的運送速度更快，而且養分循環的時間也減少了。過量的氮（主要來自農業）是海洋環境中藻類大量繁殖的重要原因之一。在缺乏木材的河流中，氮在被衝到海里之前被重新加工的機會更少。克萊默表示:「隨著木材的消失，我們的河流變得更簡單，更不複雜，並且抵禦污染和海平面上升的緩衝能力更小。河流變得越簡單，就越不適應變化。」

　　

　　圖4：克萊默發現了同樣的浮木筏子，探險家亞歷山大·麥肯齊（Alexander Mackenzie）曾在1789年的日記中提到過類似場景

　　儘管克萊默的博士項目已經完成，但她仍然在西北地區的河流中調研，仍然有許多未解的問題亟待解決。比如，奴河還能自由奔流多久?克萊默說：「這條河正受到水電開發的威脅，當你修建水電大壩時，就會擋住木頭流動。如果木材不再被運送到三角洲地區，我們會失去什麼?」她還指出，威脅不僅來自於奴河本身的發展計劃，也來自於皮斯河更上游的Site C大壩。

　　麥肯齊河系統將大量的浮木運送到北冰洋，在那裡它被凍結成冰或在海冰上漂流。在順時針的水流中，海冰會在融化之前被困住，然後將貨物拋掉。通過研究北極浮木的數量和分佈，研究人員對過去12000年裡的洋流、海冰範圍和氣候變化等有了更多了解。

　　在浮木引起環境科學家的注意之前，北極的人們與來自森林世界的木材形成了原始的關係。他們把這種珍貴的資源變成了各種各樣的東西，從遮蔽物、武器到雕刻的、可以用手閱讀的觸覺地圖。考古學家們推測，當因紐特人的祖先在1000多年前從阿拉斯加遷徙到東方時，他們也隨身攜帶著浮木。

　　因紐特人並不是唯一依賴遠方森林資源的原住民，來自太平洋西北部河流的木材也出現在許多令人驚訝的遙遠地方。脫離海岸潮汐流的浮木可能被困在北太平洋環流中，並被拉向遙遠的西部。在阿拉斯加西南部的亞北極苔原上，那裡的植被由苔蘚和矮小的柳樹組成，而Yupik人則用聖歌、歌曲和故事描述浮木的重要性。

　　浮木被當地人建成房屋以保護他們，夜晚用於取暖和照明，並通過精心雕刻的薩滿教面具幫助召喚聖靈世界。在沒有樹木的阿留申群島(Aleutian Islands)，在阿拉斯加大陸和西伯利亞之間，Unangan人在太平洋西北地區雕刻黃色雪松，這是克萊默用於研究和比賽的現代皮划艇前身。

　　在遙遠的南方，來自太平洋西北地區的原木曾經是衝上夏威夷群島上數量最多的木材。來自菲律賓、馬來西亞和日本熱帶森林的木材也能到達這裡，但夏威夷人選擇使用4000多公裡外的花旗松和沿海紅杉木，並將它們融入到自己的文化習俗和儀式中。他們珍視來自溫帶沿海雨林的木材，以建造他們巨大的雙體船，那是財富、威望和權力的象徵。

　　當然，大多數浮木都沒有被人類的手碰過。這些死樹的「來生」也同樣令人驚訝。大多數浮木的命運最終都會沉入海底，在那裡默默地等待著。但是，像克雷默這樣的研究人員，為了增進我們對河流和溪流原木動力的理解，我們對它在海洋食物網中所扮演的角色的認識卻依然很少。

　　在20世紀70年代至90年代期間，露絲·迪克森·特納(Ruth Dixon Turner)對這部分進行了開創性的研究，後來由美國著名森林服務研究科學家、國家魚類和野生動物基金會魚類保護主管詹姆斯·塞德爾(James Sedell)彙編成冊。塞德爾對從俄勒岡海灘上消失的浮木很感興趣，他小時候曾在那裡玩耍。

　　

　　圖5：大量木材從江河流入海洋

　　浮木可以在無邊無際的海洋中漂浮，這取決於樹的種類，最長可達17個月。在這段時間裡，這些未紮根的樹木變成了漂浮的礁石，成為許多海洋物種的棲息地，包括無翼的海洋漫遊者（Ocean striders），這是已知的唯一生活在海上的昆蟲。海洋漫遊者把它們的卵附在浮木上，即使是小卵石(一種甲殼類動物)和船蛆(一種雙殼軟體動物)會從內部消耗它。

　　在《從森林到海洋：河流、溪流、河口以及海洋的木材生態》（From the Forest to the Sea: The Ecology of Wood in Streams, Rivers, Estuaries, and Oceans）中，塞德爾和他的合著者克里斯·馬瑟（Chris Maser）解釋說，超過100種無脊椎動物和130種魚類聚集在浮木等漂浮的物體上及其周圍。

　　它們這樣做的原因是受Langmuir流影響，即海面風產生的對流氣流將漂浮的原木和有機碎片掃進長長的平行線中，後者通常也被稱為「浮油」。這反過來又會吸引浮游生物和小魚，它們進而會吸引更大的掠食性魚類，比如金槍魚和鯊魚。陰涼、豐沛的食物、產卵的地方以及躲避海浪的地方，難怪科學家們發現這些臨時環境對海洋生物具有極強的吸引力。

　　

據估計，在大塊遠洋浮木棲息地中，僅僅金槍魚的總重量加起來就可達100噸。眾所周知，在季風季節開始的時候，金槍魚就會遷徙到大陸架上產卵。在東太平洋地區，洪水帶來的浮木上通常會有很多剛出生的黃鰭金槍魚。研究人員懷疑，這種關係對於決定金槍魚是否達到生育年齡至關重要。

　　在西太平洋和熱帶太平洋地區，金槍魚的捕撈量在短短十年間從很低增長到世界最高(總捕撈量)，這是因為人們認識到金槍魚通常大量聚集在漂流物周圍，並利用其充當誘餌。上世紀90年代末，東大西洋的西班牙漁民甚至開始用人工木材來增加天然浮木的數量，以吸引更多的金槍魚。

　　對於遠洋浮木來說，旅程的終點離起點很遠。在紮根於土地上之後，樹木將陽光轉化為昆蟲和鳥類所需的能量，在豐富和重塑河流和溪流之後，在對海洋表面的浮游生物和魚類進行庇護和餵養之後，那些不被沖刷上岸的樹木的殘骸就會沉入海底。這些沉沒的木材成為最豐富的河口和海岸森林。

　　深海木材蛀蟲(一種雙殼類軟體動物)通常佔據著這些地方，而淺水蛀木水虱和船蛆則會遠離。這些生物依靠浮木生存。它們迅速將木頭轉換成糞球，進而支持40多種其他深海無脊椎動物，在海床上創造了一個臨時但多產的棲息地，塞德爾稱之為「生物多樣性之島」。23年前，塞德爾擔心浮木數量減少，塑料則在世界海洋中越來越多。

　　

　　圖6：奴河的外三角洲顯示了浮木的重要性。例如，浮木屏障的形成可以保護大陸不受海浪影響

　　20世紀90年代末，華盛頓海岸的研究表明，森林和海洋環境之間有著豐富而重要的關係。研究人員發現，有機陸地碳(木頭碎片、來自森林河流和溪流的土壤)含量很高，而死樹是海洋生態系統中重要的能源來源。在淺海水域和1/3一公里深的海域，60%的有機碳來自森林。即使是在遠離海岸的大峽谷深處，也有多達15%的有機碳是浮木的副產品。

　　在不列顛哥倫比亞省的海岸上，哈蒙德和摩爾回憶稱，上世紀90年代末是浮木拯救的全盛時期。儘管今天的收入和利潤都比較少，但摩爾說，只要他還能堅持，他就會繼續在海灘上拾荒。哈蒙德將是這片海岸最後的海灘拾荒者嗎?他聳了聳肩，但指著他的房子前面綁著的6個浮木，這些都是他七歲的兒子拽來的。

　　從2011年到2014年，在哈蒙德家族以南大約150公里的地方，一系列的爆破幫助打通了埃爾瓦河(Elwha River)通往薩利希海(Salish Sea)的通道。美國國家公園管理局摧毀了華盛頓州奧林匹克半島上的2座舊水電站，啟動了美國歷史上最大的水壩拆除項目。雖然很多人都意識到拆除水壩可以幫助鮭魚洄遊，但很少有人意識到它也能讓木材自由進入大海。

　　這些水壩已經建成100多年。在這段時間裡，這條河並未處於完全存活狀態。下埃爾瓦·克拉拉姆部落的河流恢復項目主管、漁業收穫經理羅伯特·埃爾洛夫森(Robert Elofson)表示：「夏天的水溫較高，沒有木質碎片流過，沒有泥沙運輸。現在，木頭的作用和預測的完全一樣。它為昆蟲幼蟲提供食物和棲息地，而這些幼蟲變成了鮭魚的食物。」

　　埃爾瓦大壩和峽谷大壩的拆除修復了70多公里的產卵地，而這些棲息地又一次被浮木所塑造。這條河又在生產各種各樣的鮭魚了，鳥兒棲息在擱淺的原木上，在水邊的土壤上施肥。當其他生物進入時，種子會被困住，並生根發芽。幼小的魚藏身其中，成年的魚則棲息在海岸上新生的漩渦和陰影中。河流系統更加複雜多樣，在人們的記憶中，它是第一次沿著原來的河道自由流動。

　　埃爾瓦河的迅速重生，正是克雷默擔心在奴河上建造大壩的原因：這將是一種遠遠超出河流系統的震撼。就像在她之前的塞德爾一樣，克雷默希望能讓人們意識到：在它消失之前，人們需要更好地理解水生木材的重要作用，就像幾百年前的巨大的木頭和漂浮的木筏堵塞河道一樣。其中的部分工作是重新想象諸如河流、樹木和海洋等詞語之間的界限。