第1章　維護(hù)現(xiàn)有森林系統(tǒng)，將管理權(quán)還給森林

2017年10月9日，黎明來臨之際，約翰向窗外望去，看到東方正泛出紅光。奇怪的是，幾分鐘過去了，那光芒卻沒有變亮，日出似乎停止了。他出門來到院子里，伸出一只手，大小不一的灰色雪花正在無聲地落下。他從一株杜鵑花上拂下一片燒焦的雜志頁面，上面印著的10年前的滑雪者看起來很高興，微笑著邀請讀者到俄勒岡州的本德度假。

天空變成了煙黃色。此時，加利福尼亞州塞巴斯托波的大部分街道空無一人。然而，當(dāng)?shù)匾凰咧行@里卻擠滿了裝甲車和國民警衛(wèi)隊(duì)，附近的居民正從一輛平板卡車上卸下裝滿水、橘子和能量棒的板條箱，將物資分發(fā)給那些睡在體育館帆布床上的被疏散人員。原來，大約10千米之外的一座小城圣羅莎著火了。當(dāng)?shù)氐目爽斕爻小淌铣幸约罢麄€街區(qū)都被熊熊燃燒的大火包圍了。在接下來的幾天里，隨著大火的肆虐，每個人都了解了什么是N95型口罩，接待了被疏散的朋友，在手機(jī)上注冊了“緊急警報”，同時前往避難所提供幫助，并在互聯(lián)網(wǎng)上收看治安官的每日簡報。

始于卡利斯托加的塔布斯巷的這場火災(zāi)的規(guī)模是該地區(qū)前所未有的。夜里，大火在有著橡樹、冷杉、月桂樹和七葉樹的山林中快速地燃燒，發(fā)出巨大的噼啪聲。此外火勢迅速地向山下蔓延（這對于山火是不常見的），仿佛分別朝著南部和西部擲出了火球，最終將圣羅莎一個又一個街區(qū)變成了垃圾場。盡管索諾瑪縣50萬居民中的大多數(shù)人都沒有受傷，但他們對世界的認(rèn)識發(fā)生了永久性的改變。

我們生活在變化的氣候中，并且已完全進(jìn)入了直到最近才開始被談?wù)摰奈磥碇小?020年，一年一度的山火如同慣例般地第4次燃燒起來，火災(zāi)輕而易舉地創(chuàng)造了加利福尼亞州被燒焦面積的新紀(jì)錄，輪番將這塊區(qū)域染成橙色、深褐色以及《紐約時報》的一位灣區(qū)作家所描述的“黃灰色，就像一位吸煙者的牙齒顏色”。19月的一個星期三，舊金山的整個天空都變紅了，整座城市如同處在暗室燈光的照射下。媒體的報道和科學(xué)界的討論終于不再含糊其詞：被干旱炙烤的景觀和肆虐其中的大火，是不斷變化中的地球氣候所造成的結(jié)果。

希望以上發(fā)生的這一切足以改變我們的生活方式。世界各地的人們都需要重新適應(yīng)，每個社會都需要根據(jù)自己的具體情況進(jìn)行調(diào)整，但總體而言，我們需要對能源系統(tǒng)、交通、制造業(yè)和飲食都做出改變。人類總?cè)丝跀?shù)量需要穩(wěn)定下來并逐漸減少，以降低我們對地球所提供的有限能源、食物、交通和其他東西的需求。在所有這些方面都已經(jīng)出現(xiàn)了進(jìn)步的跡象。

為了應(yīng)對氣候的挑戰(zhàn)，我們還必須完成另一項(xiàng)重要任務(wù)：拯救世界上最大的森林。我們的星球是一個相互關(guān)聯(lián)的物理-生物系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，大面積的森林保持著當(dāng)?shù)睾腿虻姆€(wěn)定性和宜居性。它們代謝了我們的經(jīng)濟(jì)體無情地排放到空氣中的碳，這一過程還使得維持生命的水在環(huán)境中得以循環(huán)。這項(xiàng)物理工作是通過一種生物機(jī)制完成的，它包含了上百萬不同物種的數(shù)萬億個生物體，并在不停地進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，從一個有機(jī)體到另一個有機(jī)體，從大地到天空，再從天空返回大地。

在我們的地球上，碳被儲存在4個地方。第一個地方是巖石圈，其英文單詞lithosphere來自希臘語，意思是“巖石球”。古老的光合作用所產(chǎn)生的固體碳以可燃物質(zhì)形態(tài)（如石油、天然氣和煤炭）和其他的物質(zhì)形態(tài)（如石墨和鉆石）被儲存在地球的巖石層中。第二個地方是大氣層，其英文單詞atmosphere同樣來自希臘語，意思是“蒸汽球”，其中的碳元素主要以二氧化碳?xì)怏w的形式存在。第三個地方是水圈（hydrosphere），即地球的地表水，其中97%是海洋。當(dāng)海洋從空氣中吸收二氧化碳后，海水會更加碳酸化，就像一種微微起泡的蘇打水(4)。

最后一個地方是生物圈（biosphere），即處在巖石和空氣之間的生物層。植物通過微小的孔隙吸收二氧化碳分子，將碳分解，用以促進(jìn)其自身的生長。碳約占植物重量的一半。生長的植物會掉落下葉子、球果、種子、花、樹枝等，而最終樹干和草莖也會成為土地的一部分。一些被分解的生物量回到空氣中，而另一些則回到土壤中，其比例取決于腐爛的速度。在被掩埋的碳中，有一部分在億萬年后被壓縮成我們現(xiàn)在正在大量燃燒的化石燃料。至于留在地上的碳，素食動物會吃掉這些植物并將碳吸收到自己身體中，反過來，它們又被肉食動物吃掉，這些肉食動物才是碳的頂級收集者。

碳在這4個領(lǐng)域的分布隨著時間的推移而不斷變化。在快速冷卻的時期，地球?qū)⒃S多植物變成了煤炭。當(dāng)?shù)厍蛏铣霈F(xiàn)廣闊的淺海時，海底就變成了微型動植物的巨大“墳場”，這些動植物最終被轉(zhuǎn)化成了石油和天然氣。在我們這個物種存在的20萬年間，大氣中的二氧化碳含量在0.00 017～0.00 028范圍內(nèi)波動。過去的一萬年被稱為全新世氣候最宜期（Holocene Optimum），在這個時期內(nèi)，氣溫一直非常穩(wěn)定，僅比目前的氣溫水平低了一點(diǎn)點(diǎn)。這正是農(nóng)業(yè)、工業(yè)和人口爆炸性增長等人類戲劇得以上演的氣候舞臺。這些劇情轉(zhuǎn)折得到了全新世氣候最宜期的支持，現(xiàn)在隨著我們不斷從生物圈和巖石圈中提取碳并將其轉(zhuǎn)存到大氣和水域中，這樣的時期正在結(jié)束。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會是報告這一未知?dú)夂蚴录墓俜娇茖W(xué)機(jī)構(gòu)。成千上萬的科學(xué)家為它的公告撰稿，對我們的星球在未來會變成什么樣子等問題進(jìn)行解釋。這取決于我們還會將多少碳從地面轉(zhuǎn)移到大氣中。2018年和2019年發(fā)布的兩份報告稱，我們需要拯救森林以保護(hù)地球。2其中一份報告的結(jié)論是，如果我們將長期變暖的趨勢控制在1.5攝氏度而不是2攝氏度，世界的狀況將大大改善；另一份報告則分析了，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要如何改善對待地球土地的方式。在21世紀(jì)的前10年，僅因熱帶森林遭到砍伐，每年就會增加約50億公噸的二氧化碳排放。就規(guī)模而言，這超過了整個歐盟同期的整體排放量。如果不是未被砍伐的熱帶森林重新吸收了大約一半的溫室氣體，那么這種來自生物圈的溫室氣體的噴射將更加令人不安。3

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會建議，到2030年，森林遭到損毀的情況必須得到徹底的遏制。同時，該委員會認(rèn)為，到2050年，森林面積需要每年增加3 440萬公頃。這將有助于我們將大氣碳預(yù)算保持在全球氣候變暖1.5攝氏度的范圍內(nèi)，降低破壞生態(tài)系統(tǒng)和引發(fā)重大社會動蕩的風(fēng)險，減少使用核能等高風(fēng)險技術(shù)的需求。4另一項(xiàng)分析發(fā)現(xiàn)，停止對熱帶森林的砍伐將使全球碳排放量減少16%～19%。5

幾十年來，圍繞著2攝氏度的升溫上限目標(biāo)，國際上組織了多輪氣候談判。這一數(shù)值來自物理學(xué)家們所領(lǐng)導(dǎo)的委員會，他們沒有意識到2攝氏度的升溫將對地球的生物圈造成的全面影響。我們從過往的氣候變化中得知，物種對氣候變暖的反應(yīng)是不同的，每個物種都有自己的節(jié)奏和方向。它們不會跟整個生物群落一起同步前進(jìn)，而這將導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的分裂，物種要么滅亡，要么重新組合成新的自然類型。例如，珊瑚動物和制造珊瑚礁的藻類之間的伙伴關(guān)系正在瓦解；海水變暖會導(dǎo)致珊瑚驅(qū)逐海藻，而海藻的光合作用卻是珊瑚賴以生存的基礎(chǔ)。隨著珊瑚礁的崩塌，魚類要么適應(yīng)，要么面臨死亡。

在陸地上，樹皮甲蟲和它們的針葉樹宿主之間的共存關(guān)系也在動搖。溫暖的冬天使大量的昆蟲得以存活下來，而干旱卻限制了樹木產(chǎn)生樹液毒素，本來在氣候潮濕的時候，樹木可以憑借樹液毒素?fù)敉死ハx。在美國西部、加拿大的不列顛哥倫比亞省、歐洲和西伯利亞地區(qū)都發(fā)生了大規(guī)模的樹木死亡事件。猶他州的一名研究人員報告說，甲蟲吞噬了該地區(qū)所有的松樹，連電線桿都開始遭到啃噬。6我們?nèi)缃袼吹降钠茐某潭缺惹肮I(yè)化時期的水平還要高出一個層級，而通過這一戲劇性的變化，我們不難知曉，森林很快就會陷入困境。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會表示，從1.5攝氏度到2攝氏度的升溫目標(biāo)的調(diào)整，將使陸地生態(tài)系統(tǒng)受到的影響從“中等”變?yōu)椤案叩取薄?a href="../Text/bibliography1.xhtml#wz_1_20" id="wzyy_1_20">7

2攝氏度的目標(biāo)也會給小的島嶼國家?guī)砦ｋU，其中有41個國家在聯(lián)合國氣候會議上組成了一個談判聯(lián)盟。馬紹爾群島、基里巴斯和馬爾代夫等國家的情況尤其嚴(yán)峻，因?yàn)槟抢餂]有地方可供人們逃離。但就因房屋將無法居住而受到影響的人數(shù)而言，海平面的上升可能會對6個亞洲大陸國家造成更大的破壞。8在島嶼國家領(lǐng)導(dǎo)人的敦促下，2015年巴黎氣候大會表明將努力把溫度上升幅度控制在1.5攝氏度。9

所有的森林都能在防止地球變暖方面起到作用，但其中巨型森林對氣候最為重要。未受侵?jǐn)_的原始森林占熱帶森林總面積的20%，卻儲存了低緯度地區(qū)40%的地上森林碳。10一項(xiàng)由昆士蘭大學(xué)的肖恩·麥克斯韋爾（Sean Maxwell）領(lǐng)導(dǎo)、11位合作者參與的新研究表明，原始熱帶森林的碳效益是聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會和其他機(jī)構(gòu)估算的6倍。11這是因?yàn)椋黄娣e較大的森林在被道路或農(nóng)場破壞后的幾年里，它的邊緣會逐漸干枯，風(fēng)呼嘯而入，在樹林間肆虐。這導(dǎo)致山火更容易入侵，同時過度捕獵也會消滅能夠傳播種子的動物。除了遭到砍伐的森林空間所蒸發(fā)出來的碳含量之外，在接下來的幾十年間，每畝被砍伐的林地將額外向大氣排放2.3公噸的碳，而如果被砍伐的熱帶森林仍然存在的話，它們本可以吸收掉這些碳。

森林碎片化的后果在北方針葉林中是類似的。即使是少量的森林砍伐也會造成森林邊緣變得炎熱干燥，進(jìn)而使森林內(nèi)部升溫，其影響范圍遠(yuǎn)比被實(shí)際砍伐的小塊林地大得多。這進(jìn)一步使林中的下層植被變得高度易燃。伍茲霍爾研究中心（Woods Hole Research Center）的氣候科學(xué)家邁克爾·科（Michael Coe）是一位亞馬孫研究專家，他與溫帶和北方針葉林專家合作，在2020年對所有緯度的森林氣候動態(tài)進(jìn)行了研究。邁克爾·科表示，與熱帶地區(qū)相比，北方針葉林的碎片化會更直接地導(dǎo)致森林其余樹木的焚毀。“任何一塊邊緣地帶，不一定是大的邊緣地帶，都會引起問題。”針對北方森林，科如此說道。

如果原始森林不受破壞，它們將會帶來雙重的氣候效益，既能通過從大氣中吸取二氧化碳來幫助地球降溫，同時還能通過蒸發(fā)和蒸騰作用給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境帶來清涼。蒸發(fā)是我們熟悉的液態(tài)水的汽化過程，而在這里指的則是森林所有植物表面上的水分由于溫度升高而變成蒸汽。蒸騰作用則是指葉片內(nèi)部產(chǎn)生的蒸汽通過氣孔逸出。這一組合過程被稱為“蒸散”。就像出汗能使人降溫一樣，當(dāng)水變成蒸汽時，它會吸收能量并降低周圍環(huán)境的溫度。你可以在森林內(nèi)部感受到這種“空調(diào)”效應(yīng)，這比在沒有樹的蔭涼處，比如在遮陽篷下要更涼爽。

熱帶森林和北方針葉林在吸收和儲存碳的時候有著不同的節(jié)奏。熱帶森林一年四季都在蓬勃生長，從二氧化碳中提煉出固體生物質(zhì)，并將其塑造成樹木、灌木、蕨類植物、地被植物、蘭花以及其他的植物。熱帶森林的傳粉者、散播種子者、細(xì)菌和真菌伴侶的數(shù)量和多樣性都難以估量。飄落的樹葉和死去的樹木會腐爛成為一層薄薄的土壤，雨林的根部會立即吸收其中的養(yǎng)分，從而生長出更多的植物物質(zhì)。全年無缺的液態(tài)水支持著植物的生長，同時不斷地從植物中蒸發(fā)和蒸騰，上升形成云層，云層聚結(jié)、移動、變重，形成雨水灑落到另一片樹林上。然后，同樣的過程就會周而復(fù)始地不斷循環(huán)（見圖1-1）。

相比之下，北方針葉林就是位于天空和地下碳儲存庫之間的耐心而具有季節(jié)性的光合作用界面。在北方針葉林的北部地區(qū)，樹木需要很多年才能長得和人一樣高。在整個生態(tài)系統(tǒng)中，它們在短暫的夏天生長，并不斷地將針葉、葉片、球果和樹枝撒在森林的地表層。一些物質(zhì)落入缺氧的水中，慢慢地發(fā)生徹底的變化，就像保存在實(shí)驗(yàn)室罐子中的標(biāo)本。由于這里的冬天太冷，微生物無法將植被轉(zhuǎn)化為土壤。因此，這些植物的“沉積物”堆積在了越來越厚的土壤和被稱為泥炭的原煤沉積物中。泥炭是一種半分解層，包含了北方生態(tài)系統(tǒng)中47%～83%的碳。12

平均而言，北方針葉林中95%的植物碳儲存于地下，而在熱帶森林中，這一比例則為50%。北方針葉林平均地下碳含量每畝25.6～32.8公噸，是熱帶森林土壤平均水平的5倍。132015年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，北方森林碳儲量的規(guī)模是聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會2007年估算值的4倍，是2011年更全面的碳儲量估算的兩倍。14怎么會有這么多的隱藏碳未被發(fā)現(xiàn)？這是因?yàn)檠芯咳藛T挖掘的深度不夠。土壤中碳儲量的估算是以地下一米以上的土壤碳為基礎(chǔ)的，而事實(shí)是，有很多的碳埋在更深的地方。北方針葉林土壤碳的平均埋藏深度為1.3～2.3米。15

直到現(xiàn)在，人們才充分認(rèn)識到，未受侵?jǐn)_的原始森林是氣候危機(jī)及其解決方案的核心。1992年，在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國地球峰會上簽署了一個氣候公約，該公約在很大程度上忽視了森林，而同時簽署的另一個有關(guān)生物多樣性的公約則強(qiáng)調(diào)了森林的重要。在那些努力將保護(hù)森林排除在氣候協(xié)議之外的人中也存在一些環(huán)保倡導(dǎo)者，他們認(rèn)為森林碳難以測量，若是鼓勵各國貿(mào)然進(jìn)行森林減排，可能反而會導(dǎo)致工業(yè)二氧化碳污染的實(shí)際增加。近年來，隨著航空和衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步、數(shù)據(jù)的廣泛可用性和計算能力的提高，到2010年，森林碳的測量問題基本上得到了解決。與此同時，熱帶森林國家也開始在氣候公約的談判中發(fā)揮出更為重要的作用。在過去的5年中，隨著氣候危機(jī)緊迫性的不斷加劇，研究人員開始認(rèn)識到巨型森林的氣候優(yōu)勢。

早在氣候危機(jī)引起廣泛關(guān)注之前，生物學(xué)家就對未受侵?jǐn)_的原始森林展現(xiàn)出了強(qiáng)烈的興趣，這不僅僅是為了關(guān)注構(gòu)成自然界一切的碳，更是因?yàn)樗鼈兪且环N擁有無數(shù)物種且健康而復(fù)雜的生物系統(tǒng)。森林中的捕食、授粉、種子傳播和繁殖都是自然發(fā)生且廣泛存在的。森林中有軍隊(duì)、殖民地、馱獸和權(quán)勢等級；有微型動物群落、巨型動物群落、勇敢的移民和穩(wěn)定的原住民。哈比鷹捕食蜘蛛猴，灰熊捕食鮭魚，樹蛇捕食樹蛙，豬籠草吞食螞蟻，螞蟻吃掉真菌。正如我們之前所暗示的，生物學(xué)家會期待在一片巨大的熱帶森林中找到一種科學(xué)家以前從未見過的生物，這不是毫無理由的。2018年，在玻利維亞的馬迪迪國家公園（Madidi National Park）完成的一項(xiàng)為期3年的研究發(fā)現(xiàn)了124個新物種，其中包括84種以前未知的植物、19種魚類、8種兩棲動物、5種蝴蝶（加上8個亞種），以及4種哺乳動物和4種爬行動物。16

生物學(xué)家早就認(rèn)識到，更大的生態(tài)系統(tǒng)中存在更多的物種。查爾斯·達(dá)爾文在訪問加拉帕戈斯群島中的諸多小島時就注意到了這種關(guān)系，他不僅在那里發(fā)現(xiàn)了一些非常奇特的物種，比如海洋鬣蜥，而且他還發(fā)現(xiàn)，總體而言，島上的物種數(shù)量很少。17在1967年出版的一本具有突破性的小書《島嶼生物地理學(xué)理論》（The Theory of Island Biogeography）中，羅伯特·麥克阿瑟（Robert MacArthur）和愛德華·威爾遜（Edward Wilson）(5)提出了一個簡明的方程式，描述了島嶼面積與其生物群豐富性之間的關(guān)系。年輕的麥克阿瑟博士和威爾遜博士討論了實(shí)際存在的島嶼，并用它們來隱喻被人類改變的環(huán)境中所存在的孤立的棲息地碎片。18

棲息地的碎片化以前并沒有引起太多的科學(xué)關(guān)注或環(huán)境問題，因?yàn)檫@些碎片棲息地中的物種是逐漸消失的。然而，對于這些島嶼的比較研究使這個問題得以成為焦點(diǎn)。20世紀(jì)70年代爆發(fā)了一場激烈的爭論，爭論的焦點(diǎn)是，在區(qū)域總面積相同的條件下，是一個大的區(qū)域還是幾個較小的區(qū)域可以更好地保護(hù)生物多樣性，從而可以在戰(zhàn)略定位層面來記錄棲息地的變化。這被稱為“單一大面積或幾個小面積”（single large or several small）辯論。

該辯論在科學(xué)家群體中進(jìn)行得如火如荼，但他們?nèi)狈?shù)據(jù)來支持各自的立場。唯一的信息來自一個地點(diǎn)，即1914年巴拿馬運(yùn)河竣工時在加通人工湖上創(chuàng)建的一個名為巴羅科羅拉多島的熱帶森林島嶼。這片位于曾經(jīng)由美國管理的運(yùn)河區(qū)的土地，現(xiàn)在仍然由美國史密森學(xué)會管理。作為熱帶雨林地區(qū)的一個野外考察點(diǎn)，它擁有卓越的基礎(chǔ)設(shè)施和住宿條件。巴羅科羅拉多島的管理者準(zhǔn)確地稱它為“世界上被研究得最深入的熱帶森林”。19到了20世紀(jì)70年代，這個面積達(dá)23 389畝的島嶼上的物種正在明顯地減少。然而，單一的島嶼動態(tài)只能為我們提供一個薄弱的基礎(chǔ)，用以預(yù)測地球陸地上如同海洋般遍布的牧場和農(nóng)田中孤立的森林將如何發(fā)展。

1973年，湯姆成為世界自然基金會美國辦事處的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。他認(rèn)識到，世界自然基金會需要更多地了解棲息地碎片化的情況，否則他們無法確定他們的保護(hù)項(xiàng)目規(guī)模是否足以拯救生物物種。他記得，巴西的森林法要求土地所有者在砍伐森林用于牲畜養(yǎng)殖或種植作物時，至少要保留50%的亞馬孫雨林。他于1976年向美國國家科學(xué)基金會提出，如果能說服巴西的土地所有者們以特定的方式留下這50%的林地，這將是一個對巨型森林碎片化現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的好機(jī)會。在美國國家科學(xué)基金會和位于瑪瑙斯的巴西國家亞馬孫研究所的支持下，他向負(fù)責(zé)發(fā)展畜牧業(yè)的巴西政府機(jī)構(gòu)提出了一個請求：請他們要求牧場主在他們牧場的周圍以大小不一的正方形形狀留下他們所應(yīng)保留的林地。該機(jī)構(gòu)同意了。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)于1979年開始。最終，參與實(shí)驗(yàn)的地塊包括5塊面積為1公頃的林地，4塊面積為10公頃的林地，以及2塊面積為100公頃的林地。實(shí)驗(yàn)人員同時還在連片的森林中建立了相匹配的對照區(qū)。到2002年，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)得出了一個關(guān)于森林碎片化的簡單答案：大面積的未受侵?jǐn)_的原始森林非常重要，并且森林的面積越大越好。20就連100公頃的保護(hù)區(qū)對于森林內(nèi)部的鳥類物種來說也太小了，其中一半的鳥類在不到15年的時間里就離開了這些區(qū)域。森林的邊緣相比森林內(nèi)部總是更熱、更干燥，樹上大片大片缺水的樹葉要么枯萎，要么被風(fēng)吹落。這里的藤本植物更多，灌木叢更厚，菌菇則更少。需要連續(xù)的樹木覆蓋的物種也逃走了。例如，黑蜘蛛猴（見圖1-2）需要在大面積的森林中快速地移動，以獲取分布廣泛的樹上的更多果實(shí)，因此它們立即拋棄了所有已經(jīng)碎片化的森林，逃進(jìn)了附近連綿成片的森林中。

相比之下，吼猴是食葉動物，對食物也并不特別挑剔。因此，它們留在了所有的碎片化森林中。因兩眼之間的尖頂羽冠而得名的白羽蟻鳥，也無法在碎片化森林中存活。蟻鳥總是跟隨著行軍蟻大隊(duì)覓食，靠捕食被螞蟻軍隊(duì)驅(qū)獵的蟲子為生。雖然100公頃的土地足以容納一個蟻群，但每個蟻群每月只出行一周左右。因此，為了避免一次性挨餓數(shù)周，白羽蟻鳥需要輪流跟隨幾個蟻群。100公頃的碎片化森林對鳥類來說頂多只有原來的1/3。21蟻鳥離開了，這也意味著蟻鳥的糞便也消失了，這等于剝奪了黑框藍(lán)閃蝶賴以生存的食物。于是，它們也離開了。

像黑尾硬尾雀這樣的鳥類也遇到了問題。這種鳥通過翻轉(zhuǎn)林地上的樹葉來尋找昆蟲。碎片化森林很難抵擋大風(fēng)的沖擊，其邊緣400米范圍內(nèi)的樹木常被刮倒在地。由此產(chǎn)生的空隙被傘樹屬的樹木填補(bǔ)，這是一種你幾乎可以在亞馬孫地區(qū)的所有路邊、河岸或再生牧場看到的樹木。傘樹屬植物的葉子就像有裂片的雨傘，可以很容易地長到30厘米那么寬，這對于黑尾硬尾雀來說太大了。對于大多數(shù)食蟲鳥類和蝙蝠，以及樹棲哺乳動物、蜣螂、矛牙野豬和蘭花蜂來說，即使是林中一塊狹窄的空地它們也無法逾越，更不用說幾十米高的無樹地面，如最常見的高速公路。這足以阻止它們將碎片森林作為棲息地。22

至少有4種生活在白唇野豬產(chǎn)生的泥潭里的青蛙從碎片化森林中消失了，因?yàn)閹退鼈兺诔靥恋囊柏i不再使用這些森林中的“孤島”。這些兩棲動物被奶牛牧場常見的“多面手”青蛙所取代。

這一森林碎片化的研究項(xiàng)目及其象征性的方塊林地催生了一個新的研究領(lǐng)域，該領(lǐng)域會重點(diǎn)研究當(dāng)大森林變小時會發(fā)生什么。它的研究成果充分地表明，森林碎片化已成為一個緊迫的環(huán)境問題。數(shù)以百計的來自巴西和其他國家的研究生已經(jīng)通過學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)地塊中的植物、動物、土壤和碳取得了這一研究領(lǐng)域的高等學(xué)位，還有更多的人正在研究世界各地紛亂無序的森林碎片化現(xiàn)象。這一科學(xué)體系已經(jīng)證實(shí)了達(dá)爾文最初的觀察：完好無損的自然比破碎零亂的自然更具多樣性。

因此，與支離破碎的小片森林相比，巨型森林不僅更具生物多樣性，而且碳儲量還更大。這就又提出了一個誘人的問題：是否存在一種將生物多樣性與碳儲量聯(lián)系起來的普遍機(jī)制？

在未受侵?jǐn)_的剛果原始雨林中，就存在一個關(guān)于這種聯(lián)系的明確例證：大象。它們只采食小樹的樹葉，這使得大樹可以占據(jù)更多的空間，獲得更多的光線，生長出比灌木的莖干密度更大的木材。大象也喜歡采食大樹結(jié)出的碩果。當(dāng)你在非洲森林里看到它們肥沃的糞便時，你經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)其中正在孕育著未來的森林巨樹。大象在剛果共和國的諾娃貝爾多基國家公園（Nouabalé-Ndoki National Park）里繁衍生息。2016—2017年的普查顯示，該公園內(nèi)擁有3 000多處密林，或者說，每7.8平方千米的面積就有一處密林。23用一種不那么科學(xué)的方法來衡量，頻繁地躲避森林中的大象是參觀該地區(qū)時的常規(guī)操作。在2019年10月的一次訪問中，約翰因兩次遭遇大象而不得不逃之夭夭。這片未受侵?jǐn)_的原始森林的碳含量比沒有大象出沒的其他剛果森林的碳含量要高出15%。24考慮到大象“塑造”的森林帶給人的寬敞之感，這一發(fā)現(xiàn)是引人注目的，在某種程度上，也是十分令人驚訝的。

在諾娃貝爾多基國家公園附近進(jìn)行的另一項(xiàng)研究表明，一般來說，捕獵（不僅僅是捕獵大象）會減少森林中的碳含量。25沒有砍伐和狩獵發(fā)生的森林平均每公頃會有455公噸的生物量，而遭到過砍伐但沒有狩獵活動的森林的生物量是358公噸，減少了20%以上，除此之外，則是既遭到砍伐又存在狩獵活動的森林。這些森林基本上都失去了其中的大象、豹子、大猩猩、野豬和森林羚羊，只剩下301公噸的生物量和由“松鼠和小鳥”組成的殘余動物群。其中失去的大多數(shù)動物都是食草動物。顯然，它們吃掉的植物越多，生長出來的植物就越多。

在大西洋的對岸，亞馬孫蘭花蜂生活在未受侵?jǐn)_的森林中。這些會飛的“寶石”有著綠色、藍(lán)色、紫色和橙色等一系列泛著金屬光澤的色彩，有些看起來簡直就像是從超級英雄的動漫中直接飛出來的。它們有著閃亮的身體部位，雄蜂的后腿上穿著沉重的“靴子”，舌頭甚至比身體都長。雄蜂飛降在蘭花上，用它前腿上的大刷子迅速沾滿蘭花的香味。它們把“古龍水”裝在后腿的靴子里，用來向身材魁梧的雌性求愛。雌性蘭花蜂則忙著為森林中最大的樹木之一——巴西栗授粉。這種樹的花是黃白色的，只開一天，花蓋很厚。蘭花蜂依靠其發(fā)達(dá)的肌肉組織撬開花蓋，為花朵授粉，最終形成了包裹在幾乎無法穿透的木質(zhì)外殼中豐潤、油脂豐富的巴西栗果實(shí)。

但堅(jiān)硬的外殼攔不住刺鼠。這種大型嚙齒動物經(jīng)常在林地中覓食，用它堅(jiān)固的下頜和鑿子般的牙齒來獲取巴西栗的果實(shí)，在每個果莢中它只吃一點(diǎn)，剩下的則藏起來以備今后享用，但最后卻忘了藏在哪里。被遺忘的果實(shí)最終都長成了新的巴西栗樹。如果人們侵?jǐn)_了原本完好無損的蜜蜂棲息地或過度捕殺刺鼠，茂密而巨大的巴西栗樹將從環(huán)境中消失，從而導(dǎo)致碳儲量的損失。

過度捕獵傳播種子的動物，如蜘蛛猴、絨毛猴和貘，可能會使亞馬孫雨林的碳儲量整體減少2.5%～5.8%。在其中一些地區(qū)，降幅可能高達(dá)26%～38%。26一項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)收集的研究表明，動物群對森林碳的維持和再儲存都很重要。27貘是南美雨林中最大的陸地動物種群。在一些人看來，它們是很好的美味佳肴，長相可笑，也很害羞。但其實(shí)，它們是巨型森林碳儲存過程的重要參與者。據(jù)專家們估計，在未受侵?jǐn)_的森林中，每公頃每年有2 950顆種子被貘排泄，而在從人類侵?jǐn)_中恢復(fù)的森林中，它們排泄的種子數(shù)量是森林受到侵?jǐn)_時的3倍。

森林的生物多樣性和碳儲存之間存在著很大的聯(lián)系。此外，很明顯，齊全的物種使得森林能夠更好地適應(yīng)氣候變化。這是因?yàn)椋谝黄匀粨碛写罅壳叶鄻拥脑锏纳种校绻粋€物種無法抵擋環(huán)境變化的沖擊，它很容易被其他植物或生物所取代，無論怎樣，生態(tài)的空白很快便得以填補(bǔ)。28

到目前為止，還未有人發(fā)現(xiàn)一條將生物多樣性與森林碳最大化聯(lián)系起來的自然法則。在一些情況下，兩者同時存在，在廣闊的森林地區(qū)，兩者都達(dá)到了非常高的程度。但大自然需要昆蟲、鳥類和蝙蝠為密度較低的樹木授粉和傳播種子。在陽光能從樹冠層開口處照射進(jìn)來的叢林中，還有一些生物能茁壯成長。大猩猩就在尋找這樣的地方，以便享用到快速生長的軟莖植物。

然而，氣候變化的緊迫性迫使許多科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和環(huán)保主義者思考每樣?xùn)|西中的碳含量，甚至是大象體內(nèi)的碳含量。29碳，一種元素，已經(jīng)變成了一種貨幣，成為化學(xué)核算系統(tǒng)中用來描繪人類文明生存路徑的計量單位。當(dāng)然，這種做法的危險性在于，它從概念上把森林生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性簡化成了一個無色的想法，并且小到可以放進(jìn)燒杯里。

一些研究表明，當(dāng)動物消失時，森林會釋放植物碳。那我們應(yīng)當(dāng)如何看待森林動物，即使它們的消失對碳的影響微乎其微？我們是否可以除去東南亞某些森林中的長臂猿？畢竟在那些森林中，花粉和種子僅僅通過風(fēng)來傳播。30如果北方生物（包括著名的馴鹿）對泥炭的生產(chǎn)貢獻(xiàn)太少，那么它們的未來又會怎么樣？

一種工程思維也可能讓我們思考，是否可以在森林中強(qiáng)制增加一點(diǎn)生物量。一些科學(xué)家認(rèn)為，通過增強(qiáng)基因來增加光合作用并把碳從植物向土壤轉(zhuǎn)移，這確實(shí)可以實(shí)現(xiàn)；也就是說，給叢林榨汁是可行的。31另一個在科學(xué)論文中被提出的想法則是，將北方針葉林全部砍掉。這樣冬天的雪就能更多地反射陽光。32這是行不通的，因?yàn)榭车粽狈结樔~林（見圖1-3）并阻止其重新生長是不可能的，而逐漸將其夷為平地將釋放出更多的碳，這比通過反射陽光降溫所能彌補(bǔ)的碳含量還要多。33伍茲霍爾研究中心的邁克爾·科表示，無論如何，“任何會破壞生物多樣性的工程性解決方案都是餿主意，因?yàn)樗倳a(chǎn)生意料之外的后果”。

人類對碳的近視使人們看不清蘭花蜂和巴西栗樹的真正意義。巨型森林是地球生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵。它們?yōu)槟芰亢臀镔|(zhì)的故事提供了生動的舞臺，我們嘗試分別用物理學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)知識來描述它們，但實(shí)際上這是一件事，我們還不能完全理解其復(fù)雜性和意義。蘭花蜂通過幫助花朵授粉而造就了巴西栗，間接促進(jìn)了刺鼠的繁殖；巴西栗樹則從空氣中吸收碳，使水分回到空氣中，形成將在160千米外制造雨水的云朵；雨水成為溪流的水源，而通過溪流從亞馬孫河口遷徙來的鯰魚，被水獺或人捕獲，其豐富的蛋白質(zhì)使得森林更有生氣。蘭花蜂造就了這一切，這一切反過來也造就了蘭花蜂。除了氣溫計上的讀數(shù)，失去森林還將改變更多的東西。風(fēng)、雨、火和洋流將被改變。如果我們失去太多的樹木，一切都會改變。一切都將解體。

野生的巨型森林為我們提供了一個簡單而現(xiàn)成的解決方案，以實(shí)現(xiàn)碳儲存，保持當(dāng)?shù)貧夂虻姆€(wěn)定，以及維持各種不同的、各有所用的、神秘而美麗的碳基生命體的生存。這些森林不需要實(shí)施任何工程，也沒有出乎意料的副作用。34無論是出于節(jié)儉、基于常識，還是考慮到規(guī)避風(fēng)險和對自然美的欣賞，這種解決方案都會是最優(yōu)選擇。我們必須采取一種明智管理地球的方法，那就是，使包括巨型森林在內(nèi)的一些部分實(shí)現(xiàn)自我管理。