勒莫勒克的小笔记本提供了极柳方面的观察。照片：MathildeLeMoullec

在挪威斯瓦尔巴群岛（Svalbard）这个风雪交加的岛屿上，一棵小小的极柳可真不容易。事实证明，极柳(属名:Salix，种本名：polaris）通过在7月的温度下尽其所能地生长，来应对这些艰难的条件，研究人员记录了整个群岛的这种反应，也发现了极柳和其他植物响应瓦尔巴群岛7月温度的生长情况。

在吃极地柳的斯瓦尔巴驯鹿。照片：Marie-DianeVanquathem

马蒂尔德·勒·莫勒克（MathildeLeMoullec）是挪威科技大学生物多样性动力学中心的博士后，她的大部分学术生涯都在研究斯瓦尔巴植物和动物群落运转的所有相互关联的拼图。她找驯鹿找了四个夏天，为了得到驯鹿数量的精确估计。这些年来，她一直在寻找老驯鹿的鹿角和骨头，以便用碳测定它们的年代。所有这些信息结合在一起，让她能够看到这些动物以前在斯瓦尔巴群岛生活的地方，以及它们的数量是如何随着时间变化的。她利用所有这些信息记录了斯瓦尔巴特群岛的驯鹿数量在几个世纪以来被猎杀到非常低的数量后是如何回升的。但勒莫勒克意识到，她需要超越驯鹿的视野，对整个生态系统有更深入的了解。“极柳是它们主要饮食的重要组成部分，尤其是因为斯瓦尔巴特群岛上几乎没有地衣，”她说。她说，一项研究发现，地衣只占斯瓦尔巴特驯鹿饮食的2%。她说，通过研究控制斯瓦尔巴特群岛极柳生长的因素，“你还可以看到气候如何影响不同地区的初级生产”，这意味着植物等处于食物链底部的东西的生长。“这也让你了解到不同驯鹿群体需要吃什么。”

为适应北极气候变化，驯鹿吃海草是一种生存机制。照片：LarissaT.Beume

夏季收集极地柳研究极柳的另一个好处是，“你可以去一个地方，一次挖出一棵极柳，然后带回40年或更长时间的数据，”她说。年，她的两个朋友提出用他们的帆船窖藏，来帮助她到斯瓦尔巴特群岛更偏远的地方数驯鹿，她和她的朋友摩根·本德(morganBender)也开始着手挖掘极柳。本德是挪威北极大学(UiT-theArcticUniversityofNorway)的博士研究生。帆船是勒莫拉克和她的同事收集极地柳树时的家。他们的30种植物来自斯瓦尔巴特群岛中南部的Semmeldalen。Semmeldalen的优势在于，阿伯丁大学(UniversityofAberdeen)和瑞典农业科学大学(SwedishUniversityofAgriculturalSciences)的教授勒内·范德瓦尔(RenevanderWal)从年开始，就在那里开展了一项长期的植物研究。范德瓦尔曾与勒莫拉克在其他柳树研究方面合作，但这仅仅是个开始。

在地下生长的极柳

极树的生长有点像冰山——它的大部分是看不见的，在这种情况下是在地下生长。照片：LisaSandal

“整个根和叉子的尖端一样粗，直径只有几毫米，”勒莫勒克说。“每个生长环只有几微米，所以我们切割的截面是两微米的细胞厚度。”研究人员还必须查看每种植物的多个横截面。这是因为一些灌木可能不会每年都长出年轮。横切面的一侧可能只有部分生长环，研究人员可能看不到，这取决于横切面来自植物的哪个部位。他们把这些横截面放在一个高倍显微镜下，然后拍照一个横截面多达70张照片，这样他们就可以把这些照片合并在一起，形成一张具有大量细节的令人惊叹的美丽照片，其中一张照片获得了英国生态学会年“捕捉生态”摄影大赛的“生态艺术”奖项。

极柳放大的横截面，被染成紫色，以便研究人员可以计算生长年轮。这幅实际的图像是由70幅不同的图像组成的，来自于不同的截面。照片：MathildeLeMoullec

根据生长条件的好坏，灌木年轮呈现出逐年的独特格局。但研究人员想知道，在决定植物生长状况方面，是否有一个特定的天气因素比其他因素更重要。某些年，称为指针年，是所有植物生长良好的年份。这使得指针年轮很容易找到，就像每棵柳树年轮上的时间戳。利用指针年，研究人员能够弄清楚一些柳树是否缺少生长年，或者它们所拥有的横截面是否可能有只长在一边的环。

他们需要知道这一点，以了解每一种灌木每个生长轮的形成年份。接下来就是查看斯瓦尔巴特群岛的天气数据，以及五个不同的与天气相关的因素，看看哪一个在树木的年轮生长中反映得最好。

这些影响因子分别是春季开始、降雪量、雨雪事件、夏季气温和夏季降水。其中，7月温度对极柳生长影响最大。在一个巨大的群岛上，7月的气温对那里的所有其他植被产生影响，导致植被整齐地生长。这对放牧动物也有意义，比如驯鹿。研究人员以前在寒带或温带森林看到过这种同步模式，那里的夏季温度对大面积的树木生长有协调作用。这是第一次在北极，在一棵最大的结构一根一只有小手指一半大小的极柳中进行这种研究，勒莫勒克说。勒莫勒和同事确实发现了另一个对一些地区柳树生长产生负面影响的因素——雨雪天气。雨落在雪上，然后植物被厚厚的冰层覆盖，这层冰层将植物与空气隔绝，使它们窒息直到冰融化。

斯瓦尔巴群岛的景观，由微小的极柳组成的微型森林。照片：MarieDianeVanquathem

在早前的研究中，勒莫勒克的主管布莱吉·布莱姆塞特·汉森记录了雨雪天气是如何对驯鹿数量造成广泛影响的，最终对其他物种在斯瓦尔巴特群岛越冬造成连锁反应。更多雨雪交加可能会带来好坏参半的结果。研究人员预计，随着气候变化加剧，北极温度飙升，斯瓦尔巴特群岛将出现更多雨雪天气。因此，季节对生长模式的相对重要性可能会改变，勒莫勒说，因为雨雪对斯瓦尔巴不同地区的影响是如此不同，7月温度对植被生长的同步效应可能会随着时间的推移而减弱。

这张图表显示了极地柳的生长是如何随着雨雪天气的增多而减少的。右边的图片显示了原因:雨雪天气将极地柳包裹在一层无法穿透的冰层中。照片:MathildeLeMoullec

一方面，这可能有利于生态系统的整体健康，因为当一个地区的增长情况不佳时，其他地区可能会表现良好。因此，即使生长缓慢地区的驯鹿可能很难生存，岛上的驯鹿数量受到的影响也不是一样的。另一方面，如果在斯瓦尔巴特群岛上雨雪交加的情况变得普遍，那么所有的生物可能同时面临困难。研究人员知道温暖的夏季让高纬度北极地区的植物生长得很好，但一直认为这就是地面上的情况。地上生长良好的年份也意味着地下生长良好，这反映了所有高等植物的生产力向前迈出的一大步。图文来源：