我是一個研究動物的人,疫情期間,我和我的同行以及我的研究團隊見識到了一些非常難以想像的變化。
2020年1月23號、24號,居民出現了對野生動物的恐懼。到了1月26號、27號,北京、上海、南京等各個大城市出現了把正在冬眠的蝙蝠趕出居民區以外的行為。
我們最擔心的事情,就是這種頻繁幹擾越冬蝙蝠的行為,會人為地加劇人和野生動物的衝突,這會讓蝙蝠的免疫系統出現比較大的波動,甚至讓它的免疫系統出現崩潰。
於是,我們跟各個地方的林業部門合作,希望大家能夠勸導居民:城市蝙蝠並非新型冠狀病毒的自然宿主菊頭蝠,就算蝙蝠可能是其他病毒潛在的攜帶者,但只有我們減少幹擾、減少衝突,讓它們安安全全地在犄角旮旯越冬,對於人們才最安全。
但我們更沒有想到的是,蛇、巴西龜、穿山甲、水貂等很多物種變成了「所謂」的中間宿主。在傳染病鏈條還沒有搞清楚的情況下,人們開始懷疑身邊的動物,甚至出現了「生態滅殺」這樣的詞。
再後來,人們開始關心各種各樣的問題,比如竹鼠、小龍蝦,饞嘴蛙能不能吃。其實,能不能吃並不是問題的核心,問題的核心是自然資源的可持續管理。
再後來,武漢的貓、紐約的虎,還有歐洲的貓身上都出現了可以檢測到的病毒顆粒。我們應該如何對待身邊的野生動物,成為了一個社會生態安全的問題。
在事情發展過程之中,我們有很多遺憾,也有很多疑惑。歸根到底,最重要的有兩條:
其一,相當多人缺乏縝密的邏輯思考能力。我們討論觀點時,應該有數據、有觀察和歸納、有原因和結果,然後不斷地去修正自己的觀點。在議事的過程中,拒絕非黑即白的議事方法,而是用科學的方法去觀察、歸納、總結、思考、質疑。
其二,缺乏生態學的視角和生態系統的思想方法。
所以,今天主要想跟大家聊一聊生態學的視角和科學的思想方法。
一、野生動物對生態的重要性
作為生態學的研究者,對於殺蝙蝠既意外又不意外。不意外的原因是,在歷史上不止一次提出殺蝙蝠或其他野生動物的類似事件,背後的內核有很多相似之處。
1.草原犬鼠
草原犬鼠是一種穴居動物,生活在美洲的草原洞穴之中。它們的地下洞穴非常龐大,可以達到兩公頃(20000平方米)左右,超越了絕大部分人的正常生活空間。
並且,它們的洞穴很有意思,能夠根據地形分成幾個地勢有高有低的區。因為地勢高低、不同氣壓也就不同,所以可以在地下形成一個非常完善的通風網絡。
草原犬鼠是自然界除人類以外語言最豐富的動物之一,它們的語言體系像人類一樣,有主語、謂語和賓語,還有豐富的形容詞。
比如描述一隻郊狼(草原犬鼠的捕食者)時,草原犬鼠會發出複雜的叫聲,它的音節表示,有一隻大郊狼在很遠的地方,或者有一隻小郊狼在靠近等等。
在某個時期,人們把草原犬鼠當成同今天蝙蝠一樣的動物,開展了大規模屠殺。當時,在美國農場主眼中,草原犬鼠被認為是一種沒有價值的、可能會干擾草地生態系統的、只會跟家畜爭搶食物的生物。
於是,在20世紀40年代末,人們開始大規模用射殺、投毒等方法來滅殺草原犬鼠。直到很多區域的草原犬鼠瀕臨消失後,人們才發現它的實際價值。
草原犬鼠是吃草的,這對牛馬的影響特別大。因為對於草地生物而言,最好的一種狀態是:草原犬鼠先把沒有太多營養的草吃掉,而將後長出來的富含蛋白質、汁水、含糖量高、營養含量高的嫩草留給牛馬吃。
在草原犬鼠的數量降低了90%以後,土壤出現了板結現象,影響了草的生長。之前,草原犬鼠建洞穴時,會不斷翻土,把有機物質、糞便、空氣、水和表層的土壤不斷翻開,增加了土壤的透水性和透氣性,所以草會長得好、長得多。
後來,人們還發現,在草原犬鼠的地下洞穴裡有各種各樣的生物。
可以說,有草原犬鼠的地方,草原呈現的是欣欣向榮的面貌;而沒有草原犬鼠的地方,整個草原生態系統都失去了活力,牧民的收入也因此減少。
直到這時,人們才發現草地有非常多的物種,而草原犬鼠是這一片草地的基石。
人們一直忽略了,生態學是一個需要長期觀察、需要大量數據、需要非常廣闊的視野和思維的學科。
生態學上有一個關鍵的概念,叫基石物種(也可以理解為關鍵物種),它指的是一大批看起來不重要,但是對於生態系統非常關鍵的物種。
當出現殺蝙蝠、趕蝙蝠的行為時,我腦海裡出現的第一個物種就是草原犬鼠。而在這些例子背後,我們會發現所謂的定點清除,很可能清除的就是生態系統的基石。
2.鼠兔
鼠兔,既不是保護動物,也不是有科研、經濟、生態價值的動物。在半個世紀以來,人們發現,草場退化的地方會有更多鼠兔在上面打洞。在科學上,我們將這樣的現象叫做相關性。
但這樣的相關性可能是巧合,而這樣的相關性並不代表鼠兔的出現導致了草場的退化,也有可能是草場的退化導致鼠兔在這個地方出現。
因為缺乏科學的數據搜集和思想方法,也缺乏生態學的理論和模型的支持,所以人們採取的辦法就是捕殺鼠兔,讓草場重新變好。
但之後我們發現,殺掉了鼠兔後,草地不僅沒有變好,還變得更差,像極了草原犬鼠的情況。
這個時候,人們才發現鼠兔不太喜歡好草場,因為好草場的草很高,它們需要站直了身體,來觀察天上有沒有鷹、地上有沒有狐狸。太好的草場反而讓它們的視線受到幹擾,所以它們更喜歡低矮一點、有點退化的草場。
同時,我們發現鼠兔的挖洞行為對於草原的作用,跟草原犬鼠像極了,非常有助於增加土壤的透水性、滲透率,反而有助於減緩水土流失。
人們也發現,鼠兔養活著一大堆的生物(天上和地下的食肉動物),它是生態系統的基石。
可惜的是,這樣的案例在生態系統中一遍又一遍重演。
3.蝙蝠
蝙蝠,也很有可能是生態系統的基石物種。
大部分蝙蝠是小型食肉哺乳動物,它們是昆蟲的控制者。一隻蝙蝠一晚能吃掉1000-2000隻左右的蚊子、蒼蠅、果蠅等昆蟲,如果一個小區有15隻蝙蝠,它們一個晚上就可以吃掉1萬多隻昆蟲。
按照50天計算,它們控制的昆蟲數量在50萬隻左右,而這些昆蟲還在不斷繁殖、不斷迭代。如果沒有蝙蝠的存在,我們就需要用其他方法控制上百萬隻昆蟲群體。
如果蝙蝠從我們的城市消失,我們可能將面對的是十倍、幾十倍的傳染病風險。同時,它們還是城市周邊植物的重要維持者。
每一個不起眼的物種,背後可能都藏著對人類世界的巨大支持。而這樣的支持,只有通過長時間的生態監測、更好的數據搜集網絡,才能夠被獲取。
二、生態滅殺與生態平衡的關係
1.維持生態平衡的野豬
傳統的生態學有一個詞叫「Top-down」,就是從上至下的制約體系,曾經人們廣泛認為是這些最頂級的食肉獸在維持生態系統的平衡。
但是慢慢地我們覺得不太對,好像那些整天東躲西藏的動物,很多時候可能是生態系統的維持者。這在生態學裡邊叫做「Bottom-up」,從底向上的生態制約網絡。
在中國,我們親身觀察到和體會到的很多故事,背後藏著的是生態學裡最基本的「Bottom-up」和「Top-down」的生態系統決定機制的爭論。而隨著時間的推移,我們逐漸認為這兩種機制都存在,但是很多情況下被認為是「局部泛濫」的物種,才是荒野裡面真正的老大。
比如野豬。野豬這個動物很奇特,吃東西、求偶、談戀愛,不管做什麼,它們都是幾到幾十隻聚在一塊。而且它特別擅長到處留痕跡,總是給人一種整個山頭已經被野豬佔滿的感覺。
更要命的是,野豬是雜食動物,最喜歡幹的事是拱地,然後從土裡邊找一些塊根、塊莖這樣的食物。它們經過玉米地、土豆地時,就把這些莊稼給禍禍了。一窩野豬一晚上能夠毀壞大片土地。所以野豬經常給人的感覺就是局部泛濫,是一個害獸,需要趕緊控制住。
而真實的情況是,野豬對於森林生態系統的作用是難以複製且無法替代的。野豬在拱地的過程中,能夠把落葉這些厚厚的凋落物(指散落在地表面上的死亡和分解的植物枯枝落葉)和泥土、空氣混合在一起,加速腐殖質的分解過程,而且也能讓掉在地上的各種果實、種子迅速在土壤之中萌生。
野豬還喜歡在林子的泥塘裡洗澡,洗完澡後喜歡在樹幹上蹭;還喜歡把大量的排洩物拋灑在山谷之中的各個角落。
這些聽起來都不是很美好,但實際這些行為都在幫助維管植物和苔蘚植物進行更新。
在生態學裡,有一些概念用來描述動物群落之中的複雜的種間關係,也就是說沒有哪個動物或物種是獨立存在的,這些動物之間總是以非常奇特的方式在互相聯繫。
比如在冬天,秦嶺山脈、岷山、或者是貢嘎雪山,下雪之後,雪有半米厚,這意味著鳥沒有東西吃、大量的小型哺乳動物根本接觸不到地面。這時候,野豬就是大家的救星。一大群野豬回到有很多植物塊根、塊莖的地方,拱開一大片空地,為大家提供一個公開食堂。
野豬一窩能生十幾隻豬仔,但可能只能長大兩三隻。其他的都成了森林裡殘存的金貓、豹、豺以及黑熊等大型食肉動物和雜食動物的食物,保證它們能夠在高強度人為幹擾的世界繼續生活下去。
在生態學裡有一個名詞叫做營養級(在生態系統的食物網中,凡是以相同的方式獲取相同性質食物的植物類群和動物類群可分別稱作一個營養級),還有一個名詞叫食物鏈。
營養級就像一個金字塔,植物通過光合作用,把太陽射到地面上的光轉化成葉子、樹幹、根,這叫初級生產力。但在自然界裡,必須把初級生產力轉化成能給更高營養級的動物食用的東西,野豬就在幹這件事。
沒有它們,很難有足夠多的動物,能把初級生產力轉化為蛋白質,進入到整個能量金字塔和營養循環之中。
生態系統有非常複雜的結構,物種和物種之間是相互支撐著的,一旦野豬、兔子這些基石物種從這個系統中被抽掉之後,崩塌的可能是整個生態系統。
2.對入侵物種的生態滅殺
澳大利亞本來沒有兔子,但是英國人為了打獵,把12隻兔子扔到澳大利亞,結果幾年之後,12隻兔子變成了幾十萬隻。50年之後,12隻兔子變成了100億隻,這僅僅起源於人類異想天開的一個打獵願望。
因為澳大利亞沒有捕食家兔的食肉動物,這100億隻兔子把牧草都吃光了,最後導致大量的鳥類死亡、大量的水土流失、草地荒漠化、鼠袋鼠等幾十種珍惜動物瀕臨滅絕或者乾脆滅絕。
怎麼辦?生態滅殺!
人們嘗試用槍打、用陷阱捕捉,都不太不管用。再後來,人們開始投毒、用飛機灑病毒,一度控制了95%的兔子種群。但是兔子的免疫系統也在不斷增強,病毒不再管用。
這個時候,人們才意識到兔子將永遠存在澳洲大陸上,滅殺它已經不可能了,只可能進行適度控制。
為什麼其他地方沒有出現兔子泛濫的情況?因為美洲有猞猁和郊狼;歐洲有狐狸、猞猁、金雕;中國有赤狐、藏狐、沙狐、狼、豺等等各種各樣的捕食者。
所以說,生態系統有複雜的結構,而生態滅殺在絕大部分情況之下,根本就是偽概念。
三、人和野生動物的共存
1.城市既是人類家園,也是動物樂土
最大的城市,幾乎都曾經是動物的樂土。
從北京的地形圖來看,我們會發現一半是山,北邊燕山,西邊太行山。它們擋住了西伯利亞的冷空氣和黃土高原的黃沙,永定河從太行山奔流而出,潮河和白河從燕山流淌出來,再加上溫榆河、拒馬河等各種河流的衝擊,形成了一個龐大的平原。
在歷史地理學上,這叫做北京灣或北京小平原。
從200萬年前到今天,人類廣義上面的祖先直立人和智人都到過這個地方生活。這裡曾經有虎和熊貓的祖先,還有豹和熊。直到30年前,北京還在吸引著亞洲黑熊、華北豹,在西直門、薊門橋還有狼、豺的種群存在。
對於北京來講,人並沒有到的更早,也沒有到的更晚,人和動物都天然地被城市的山水所吸引。不光是北京,基本上每個歷史悠久的城市都是因為山水的庇護才成為城市。而因為山水的庇護,一邊吸引著人,一邊吸引著野生動物。
城市,就是在山水的庇護之下,人和野生動物共同擁有的生態系統。
2.動物對城市環境的適應
① 浣熊
我在美國阿波拉契亞山腳下當了三年多的訪問學者和博士後研究員。在野外,到處都是浣熊活動的地方,它們不僅能很好地保護自己,還能非常勇敢地保護自己的棲息地,同時也會迴避與人的直接接觸。但是到了城市中,它們變得膽大又「猥瑣」。
科學研究團隊發現,幾十年的「城市化」能夠顯著提升浣熊的智力。城市裡的浣熊的腦海裡有3D導航系統,能夠分清楚二層樓、天台、地下室。它們還能夠記住紅綠燈的位置。它們減少了侵略性、攻擊性,同時更擅長團隊合作。
這就是動物的適應性、動物的「城市化」。
② 貉
我自己有一個非常熱愛的項目,叫「貉以為家」。我們發現城市可以讓「貉」作為家,而作為家的結果是:它們既在城市裡生活,又不禍害這個城市。
在上海,超60個小區都有貉。貉在中國很多地方種群數量都在急劇下降,但是在長三角、上海這樣的超級大城市,反而較為穩定。
它們生活在居民樓、廢棄的下水道通風口,白天人來人往,沒有人注意到這樣的小洞口。但是到了晚上,貉就探出腦袋觀察汽車、觀察人、觀察狗、觀察流浪貓、觀察小孩,它們在迅速地學習城市的一切。
小河、溼地多的地方,它們就延續著自然的習性,去捉青蛙、捉小魚小蝦;垃圾桶多的地方,它們就去翻垃圾桶;有人餵流浪貓的地方,它們就去吃貓糧;有草的地方,它們就去挖草根。
它們在城市裡完成了一次又一次的變身,而這樣的變身在生物學上叫做適應性。這樣的適應性改變了它們的外表、體型、習性以及它們種群之間的關係。
簡單來說,它們變成了聰明、靈活、羞怯、更善於合作、充滿好奇心的動物。
這件事的背後也說明,我們很難選擇要動物,還是不要動物。像貉、北方的巖松鼠、金花鼠、南方的赤腹松鼠、華南兔、野兔、豬獾、狗獾、果子狸和鼬獾等動物,它們會隨著中國的城市環境越來越好,變成越來越適應城市環境的野生動物。
它們會帶來非常多的驚喜和發現,也會帶來一定程度的負面幹擾和困擾,但這並不是我們能夠選擇的。我們要做的,是找到與野生動物共存地辦法,同時解決它們帶來的衝突和困擾。
四、數學模型如何影響自然保護和可持續發展?
我們希望人和動物能夠更好地鑲嵌在世界之中。任何物種,都裹挾在社會經濟的發展過程之中,這是我們不能迴避的一個現代世界的狀態。
怎麼辦呢?
最早我們參與的一些自然保護項目,裡面的關鍵詞全都是「可能」,一個工程「可能」對熊貓有影響,「可能」破壞棲息地,「建議」更合理的安排。這不是科學。
我們用紅外相機、DNA、毛髮陷阱等各種不同的定量調查方案,把動物跟環境的關係用複雜的數學模型來歸納,分析它們的探測概率、出現概率。
以前說熊貓喜歡高海拔而不到低海拔的地方,但通過複雜的數學模型和幾年的數據積累,我們發現很多時候熊貓是喜歡低海拔的。而它沒有到低海拔,沒有穿過山谷的原因,只是因為這個地方有居民點、有公路而已。
但是居民點並不是洪水猛獸,我們通過數學模型判斷居民點的影響範圍大概是在4~6公裡。
所以大的居民點、大型的旅遊開發,只要跟熊貓基地距離在6公裡以外,影響是可控的。而炸山、修路、建水電站,最好不要在熊貓棲息地4公裡以內。同樣,公路需要找到一個2~4公裡的區間。
這些數據都在幫助我們更好地規劃人類世界,儘可能把人類的活動和野生動物的共存更好地鑲嵌到今天飛速變化的世界之中。
我覺得動物與這個世界的關係是可以測量的。同樣可以測量的,還有大量其他的與生態保護有關的信息。
熊貓的繁殖需要跨越山谷,但在什麼樣情況之下能夠跨越山谷?我們用到了物理學的電流模型,把熊貓的遷移模擬成是一個自由移動的電子。
在移動的過程之中,不同的海拔、不同的坡度、不同的公路和農田,都會給它施加阻力。在生態學裡就是它所遇到的生存威脅。
用物理學的電流模型可以去評估不同的恢復方案之下,熊貓能通過還是不能通過?我們可以在保護措施建成之前,提前去判斷成功的可能性。
熊貓生活的山林有大量的基石物種,但並不是熊貓在維護著這一片森林,熊貓只是塔尖上的一顆明珠。
我們結合衛星影像、結合現代的遙感和物候分析,進行非常精細的多物種長時期的評估,發現我們對於有些保護區的保護效果不大,需要改造。
城市裡面也是這樣,需要去定量,也需要去結合更多的信息綜合分析——比如,人的好惡和取捨。有人沒那麼喜歡動物,有人期待自己的小區乾淨整潔,有人希望身邊是寄生蟲更少的世界,我們都理解。
未來,只有考慮到每個人的需求,才是更好的、可持續的自然資源管理。
總結一下:野生動物是有用的,它的用途是生態系統服務的重要部分。我們在與它們相處時,要更多地考慮生態系統的平衡,而人也是系統之中的一部分,人和野生動物共存並不是一個選擇,而是一個必然。
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