在今天发表在《植物、人、星球》杂志上的一篇创新论文中,来自皇家植物园、邱园、华兰戈自然基金会和森林空气公司的科学家们强调了参数控制作为一种帮助研究和保护地球上一些最脆弱和最具挑战性的地区的手段的令人兴奋的潜力。
该研究的作者证明了自动驾驶是一种更快、更环保的4x4越野车(包括摩托车)的替代品;能够到达偏远地区,减少三分之二的二氧化碳排放,最重要的是,对脆弱的沙漠雾栖息地和未开发的生物外壳的破坏可以忽略不计。
这篇论文概述了对秘鲁沿海雾沙漠进行的一次具有挑战性的探险的结果,在那里,邱园的科学家们在国家地理探险家资助的支持下,与专业的植物学家合作,在人类尚未收集和调查植物的地区探索和收集植物。
面对气候变化和生物多样性丧失的双重危机,科学家们正在与时间赛跑,扩大他们可用的工具库,以描述和保护濒临灭绝的植物和栖息地。在这场竞赛中取得成功的关键是能够进行实地考察,收集植物标本,研究种群,并描绘植物及其生态系统的地理分布。
但是,当科学家无法到达某些地点时,或者越野车提供的节省时间的好处被它们对环境的巨大影响所掩盖时,会发生什么呢?
这是2022年由皇家植物园邱园的一个团队与秘鲁保护组织Huarango Nature合作对秘鲁雾绿洲沙漠进行考察时遇到的困境。雾绿洲是南美洲罕见而独特的岛屿状生态系统,沿着秘鲁和智利的太平洋海岸绵延约3000公里。由于几乎没有降雨,这片沙漠的许多特有植物依靠来自太平洋的雾气带来的水分来适应恶劣的环境。
这些生态系统在秘鲁被称为“洛玛斯”,在智利被称为“涅布拉绿洲”,是1700多种植物的家园,极易受到气候变化和人类活动的影响。邱园的科学家们已经研究了近一个世纪,但它们仍然难以绘制,在一些地区,每十年才繁殖期一次。
RBG Kew的空间分析和数据科学研究负责人卡罗琳娜·托瓦尔博士说:“洛玛群岛是非常独特和美丽的生态系统,由从太平洋滚滚而来的季节性雾维持。每年,在洛玛斯季节,当光秃秃的沙漠景观开花时,他们见证了壮观的变化。但是,尽管它们是植物特有的中心,承载着农作物的野生亲缘植物和药用植物,但我们对它们的生态仍有很多不了解,这是发展保护工作的基础。”
进入沙漠雾霾区可能会有很大的问题,因为越野车会造成地面损坏,破坏脆弱的短暂栖息地,增加侵蚀,并留下可能会持续数百年的轮胎痕迹。此外,到达未开发的栖息地会留下新的轮胎痕迹,这些痕迹总是被越野刺激者或迷失的SUV爱好者所跟随,然后破坏目的地栖息地。
为了研究解决这个问题的可行性,邱园的科学家们与法国非营利组织Forest Air和巴西paramotor团队Aita (Escola Nacional De paramotor)合作。伞兵小组由三名飞行员和一名地勤工程师组成。在邱园和华兰戈的自然科学家的培训下,这些植物学家学会了如何识别目标植物物种,以及如何收集、参考和保存它们以进行分类研究。
Márcio Aita Júnior, Aita Escola Nacional de Paramotor主任说:“这是一次独特的经历,永远不会忘记,它帮助我了解了植物学和lomas及其在社会中的作用,也帮助我了解了植物研究及其对下一代新药物和食物发现的重要性。我被这些信息所吸引,被当地文化所吸引,毫无疑问,这种经历改变了我对世界的看法,也改变了我对保护整个自然的重要性的看法。”
到2022年11月,探险费用只能延长到7天,科学家们通过陆地和空中旅行了大约300英里。该团队调查了超过15,000公顷的大片地区,但由于时间有限,他们将精力集中在当地名为“Tillandsiales”的栖息地上,该栖息地以Tillandsia物种为主(属于凤梨科植物家族,包括其他“空气植物”和菠萝)。
这些物种覆盖了秘鲁极度干旱的大片沙漠,它们的研究和地图很少,因为它们独特的叶子表面就像一件隐形斗篷;光线的衍射使得卫星传感器很难追踪到它们。
森林航空公司总裁兼联合创始人迈克·坎贝尔-琼斯(Mike Campbell-Jones)表示:“将科学家和飞行员聚集在一起,将理论付诸实践,并最终(在多次取消FA COVID之后)有机会证明这一组合的真正意义——这是一种有价值的新工具,用于科学和未来的许多重要任务。
“作为一名飞行员,拥有多年的经验,在世界各地飞行和指挥比赛,我必须说,我从来没有像通过科学家的眼睛看到地球上最脆弱的生态系统之一那样,对任务任务如此有动力,对我们的星球了解得如此之多。”作为森林航空队的队员,这次飞行是我漫长而丰富多彩的一生中最难忘的一次。”
科学家们很想知道,在一系列典型的植物调查活动中,参数化控制与地面小组的工作相比会有什么不同。它们的目标包括:测量各自对沙漠表面生态的损害,侦察飞行以查明植物种群,监测威胁和秘密的人类活动,通过航空摄影调查景观,以及收集植物标本。
在后一种情况下,伞兵在长达28公里的距离上飞行了两次任务,最长的任务持续了两个多小时。平均而言,他们完成任务的速度比地勤人员快4.5倍,而对于更长时间的任务,估计要快10倍。此外,辅助人员能够调查大片区域,瞄准和成像无人机无法区分的特定区域。
另一个衡量成功的重要标准是观察辅助人员和地面小组的温室气体排放量。在较短的沙漠探险中,二氧化碳排放量大致相当,但在较长的任务中,地面小组产生的二氧化碳是飞行小组的三倍。
它们对脆弱的沙漠表面的影响可以忽略不计,在着陆和起飞时只留下很少的脚印,造成的破坏很小。相反,作者证明,4x4车辆每行驶5公里就会损坏相当于一个足球场的面积,每行驶1公里就会在脆弱的条件下损坏一个足球场。本文强调,轨道复合越野车辆轮胎损伤影响深远,甚至会造成沙尘暴,破坏考古,破坏生态系统和生物多样性。
皇家植物园邱园和国家地理探险家的高级研究负责人贾斯汀·莫特博士说:“这项研究对每个参与者来说都是一次独特而令人兴奋的经历;多年来,我们一直试图到达秘鲁沙漠中一些疑似大面积的特有植被,但由于恶劣的沙漠条件和柔软的流沙,我们发现使用4x4s很难在不破坏沙漠表面的情况下进入。
“为了克服这一挑战,我们将不得不进行一次大规模的探险,可能会持续数周。与此同时,伞兵们飞了很远的距离,在两小时内带回了植物标本和植被的航拍证据。”
现在,这项研究的作者们希望他们的发现能帮助其他科学家在偏远的环境中进行实地考察,这些环境无法通过正常方式进入,或者对人类活动(如越野驾驶)极其敏感。他们还相信,这种新颖的实地考察方法将有助于激发新一代对植物科学的兴趣。
皇家植物园邱园的名誉副研究员Oliver Whaley说:“当我们想到野生动物保护时,植物经常被忽视或完全被认为是理所当然的,这是不幸的,因为我们生活的每一个方面都依赖于它们。地球正面临着严重的麻烦,而在我们最需要植物科学的时候,植物科学正面临着急剧的衰退,我们必须想出新的方法来激励人们采取行动。
“我们的研究表明,通过令人兴奋的多学科合作,今天的极限运动爱好者可以与科学家一起帮助监测生态系统,并通过一些基本的训练,收集关键的环境数据,保护物种和帮助保护工作。”通过让当地和国际冒险家参与我们的科学工作,我们不仅让他们能够采取积极的自然行动,而且帮助保护我们神奇的星球——我们的Pachamama!”
最后,在秘鲁20年的努力终于有了回报,今年早些时候,通过皇家植物园基尤和华兰戈自然(在达尔文倡议、塞恩斯伯里、基尤工作人员、遗产捐助者和其他人的支持下)的共同努力,一大片洛马(通过上述工作调查)被宣布为保护保护区,并被称为洛马y Tillandsiales de Amara y Ullujaya。
这一全球独特的雾绿洲遗址的保护,经过了与秘鲁当局在地区和国家层面的多轮紧张谈判和研究,秘鲁政府将其作为保护特许权,占地15,689英亩(6,349公顷),以确保秘鲁海岸特有的生物多样性得到保护。
该保护区是许多珍稀濒危本地物种的家园,基本上没有受到人类活动的影响,但近年来,城市发展、越野驾驶、风力发电场和采矿活动对其进行了侵占。它现在受到官方保护特许权的保护。即便如此,秘鲁和智利目前只有4%的洛马受到保护。