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科學家和社區(qū)急于拯救稀有、多樣化的巴西草原生態(tài)系統(tǒng)

萊蒂西亞·克萊因

Mongabay網(wǎng)站

2025年7月29日

研究人員在米納斯吉拉斯州的伊塔姆貝峰州立公園尋找特有和瀕臨滅絕的兩棲動物。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

盧佩斯特里亞草原形成了一個極端的生態(tài)系統(tǒng)：它們僅占巴西領土的0.8%，卻是該國15%的植物種群的家園。在編入目錄的5,700種植物物種中，40%只能在那里找到，使該生態(tài)系統(tǒng)成為世界上特有率最高的生態(tài)系統(tǒng)之一。

這個山頂生態(tài)系統(tǒng)面臨的威脅很多，包括外來物種的入侵、城市發(fā)展和氣候變化。但采礦構成了最大的威脅：一條礦脈可能意味著數(shù)十種本地物種的滅絕。

社區(qū)為保護魯佩斯特里亞草原所做的努力導致了保護單位的成立，而大學正在與礦業(yè)公司建立合作伙伴關系以推動恢復項目。曾幾何時，由于魯佩斯特里亞草原生長的荒涼地區(qū)，人們認為恢復是不可能的，但最近的一篇文章證明了事實恰恰相反。

“當我第一次看到這種植被時，我以為自己在另一個星球上。一切都是如此不同。…不僅是植物的建筑，還有整個地方。它看起來像一片納米森林。1980年，杰拉爾多·費爾南德斯在學習成為一名生物學家期間，被盧佩斯特里亞草原的壯麗景觀所吸引。從那時起，他一直在該生態(tài)系統(tǒng)中工作，這在很大程度上是巴西人所不知道的。費爾南德斯是盧佩斯特里亞草原研究的先驅，是米納斯吉拉斯聯(lián)邦大學生態(tài)學教授和巴西科學院院士。

他對昆蟲的興趣促使他研究這里動植物之間的相互作用。他的第一個實地研究是植物癌癥。就像人類和動物一樣，植物會由于高溫、缺水或養(yǎng)分、污染以及各種生物體（主要是蒼蠅和黃蜂等昆蟲）等原因而產(chǎn)生癌細胞，這些生物體對植物進行基因操縱，從而產(chǎn)生癌癥并以它們?yōu)槭场?/p>

這些稱為蟲癭的腫瘤不會全部殺死植物。有些甚至很漂亮，看起來像裝飾品或花朵，但“不可避免地，在盧佩斯特里亞草原上發(fā)現(xiàn)的90%的植物都患有某種癌癥或其他疾病，”費爾南德斯說。這是因為它們中的大多數(shù)生長在山頂;強烈的紫外線照射和資源的缺乏給這些植物帶來了壓力，并且由于它們的防御機制被削弱，它們更容易患上腫瘤。然而，幾千年來，這種植被已經(jīng)進化到適應壓力因素，在逆境中仍能生存下去。

魯佩斯特里亞草原僅占巴西領土的0.8%，分布在490個地方，其中大部分位于米納斯吉拉斯州和帕拉州。其他的則可以在戈亞斯州、馬托格羅索州和羅賴馬州等地的偏遠山脈中找到。它們總面積約為83,000平方公里（32,000平方英里，大約相當于奧地利的大小）。

這些草原的特點是種類繁多的特有草本物種和這些物種的獨特組成，是巴西15%的植物種群的家園（已編目5,700種植物）。在這些物種中，40%是地方性的，這意味著它們只出現(xiàn)在這個生態(tài)系統(tǒng)內。這是地球上發(fā)現(xiàn)的最高特有率之一。在巴西大部分魯佩斯特草原所在地埃斯皮尼亞索山脈，一些植物科高達80%或90%是特有植物。即使經(jīng)過多年的研究，新物種也一直在被發(fā)現(xiàn)：2005年至2014年間，發(fā)現(xiàn)了118種新植物和26種脊椎動物，包括11種青蛙、8種蜥蜴、4種鳥類、2種蛇和1種哺乳動物。

米納斯吉拉斯州因特恩登特山州立公園的“永生花”物種。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

米納斯吉拉斯州因特恩登特山州立公園托洛河峽谷的瀑布。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

埃斯皮尼亞索山脈是巴西最大、最古老的山脈。它有18億年的歷史，從米納斯吉拉斯州一直延伸到巴伊亞州。它的土壤由石英巖和燧石組成，是古代海底和沙漠的遺跡。該山脈的最南端位于所謂的鐵含水層四邊形地帶，是稱為坎加斯的富鐵地殼層的所在地，在帕拉州卡拉哈斯地區(qū)的一些山丘上也可以找到這種地殼。坎加斯是由古老的沉積河床或湖床形成的，這就是為什么盧佩斯特里亞草原形成泉水和河流水源的含水層。

這個生態(tài)系統(tǒng)內的土壤營養(yǎng)貧乏，鋁和重金屬含量很高。這一事實，加上全天持續(xù)暴露在風、雨和高溫變化中，限制了植被的生長和地理分布。植物也經(jīng)常受到火災的影響，并成為共享環(huán)境的食草動物的食物。為了在這個惡劣的環(huán)境中生存，它們與一些動物形成了某些特征和行為以及關系，被稱為生態(tài)復原力。舉個例子：有些草本和木本莖植物已經(jīng)發(fā)育出專門的地下器官，使它們能夠在受損后多次重新發(fā)芽，從而使植物能夠繼續(xù)生存。一些苔蘚和蕨類植物可以在幾乎完全干燥的條件下生存。

費爾南德斯和其他研究人員在過去45年中在盧佩斯特里亞草原上發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種動植物物種，以了解和保護這一生態(tài)系統(tǒng)。盡管如此，其現(xiàn)有面積中只有不到10%受到保護單位的保護，這意味著該物種的生存面臨風險。據(jù)這些研究人員稱，到2070年，82%的草原可能會消失——面積相當于68,000平方公里（26,000平方英里）。

威脅清單很長：氣候變化、城市發(fā)展、豪宅房地產(chǎn)投機、非法植物采集出售、狩獵、河流和泉水排水污染、外來入侵物種的威脅、將土地用于牧場和林業(yè)、旅游業(yè)，尤其是采礦業(yè)。

恢復面臨許多挑戰(zhàn)，特別是因為礦業(yè)公司通常會清除所有土壤進行礦物開采。但研究團隊、社區(qū)以及大學和礦業(yè)公司之間的合作伙伴關系正準備保護地球上生物多樣性最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一。

米納斯吉拉斯州卡爾卡達山自然國家紀念碑的傍晚天空。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

米納斯吉拉斯州西波塞拉國家公園的鴕鳥腿花大量開花。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

恢復選項

“長期以來，人們認為恢復魯佩斯特里亞草原是不可能的，原因很簡單，植物生長在惡劣的環(huán)境中，因此，在溫室中培養(yǎng)它們是行不通的，”米納斯吉拉斯聯(lián)邦大學生物科學研究所遺傳學、生態(tài)學和進化系副教授費爾南多·奧古斯托·德·奧利維拉·西爾維拉說。他說，這種話語被政府組織、大公司和學術界用作不恢復生態(tài)系統(tǒng)的借口。

但在2月份，奧利維拉和他的同事在一篇文章中揭穿了這個神話，展示了如何通過低成本技術繁殖盧佩斯特里亞草原物種。根據(jù)對117種特有物種的測試，研究人員證明它們可以在普通溫室中種植，并且80%的植物成功了。“不再有任何合理或技術上的理由可以說盧佩斯特里亞草原無法恢復，”他辯護道。自2000年以來，奧利維拉一直專注于恢復這一生態(tài)系統(tǒng)。

杰拉爾多·西爾維拉自1995年賣掉汽車籌集資金建造溫室以來，一直在獲得有關魯佩斯特里亞草原物種發(fā)芽的知識，在那里他可以測試誘發(fā)植物的癌癥。當時實驗室中的植物繁殖足以讓研究人員開始質疑使用信號草等外來物種來覆蓋退化地區(qū)以滿足環(huán)境許可要求。“真正的挑戰(zhàn)是大規(guī)模生產(chǎn)幼苗，并幫助決策者了解這是最好的選擇，”西爾維拉說。

該生態(tài)系統(tǒng)的少數(shù)專業(yè)研究人員在過去四十年中取得的發(fā)現(xiàn)導致2022年發(fā)布了383種盧比斯特里亞草原物種種子的免費數(shù)據(jù)庫。它包括種群遺傳學、種子產(chǎn)生和傳播、休眠和發(fā)芽等方面的信息。研究人員還列出了恢復生態(tài)系統(tǒng)的10項原則[1]。

里約熱內盧植物園的種子庫正在進行更多的科學工作，該庫飼養(yǎng)著四種官方認定的受威脅物種。2017年，費爾南多·西爾維拉與其他研究人員一起研究了需要從卡拉哈斯的鐵礦脈地點重新分配的物種，一家礦業(yè)公司將在那里開始工作。因為公司將任何物種推向滅絕都是違法的，所以這些植物必須在其他地方種植和種植。“我們監(jiān)測了四種植物物種的開花和結果階段，并對它們的生態(tài)位進行了建模研究，以了解在未來的氣候變化情景中，如何成為它們生存的適當位置，”他解釋道。

今天，西爾維拉和他的同事正在卡拉哈斯地區(qū)植入一個恢復項目，使用一種巴西的新技術：表土轉置。該項目由礦業(yè)公司資助，作為滿足其環(huán)境許可證規(guī)定的強制性補償措施的一種手段，該項目將36卡車的表土從待開采區(qū)域轉移到另一個已經(jīng)退化的地點。在這種方法中——根據(jù)西爾維拉的說法，這是最有效的方法——運輸土壤中存在的繁殖體、種子、孢子、真菌和微生物將有助于退化區(qū)域的再生。

這種方法與播種和種植植被恢復策略一起使用。移植某些物種的地下器官也是在生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生彈性的一種可能性，但這種技術尚未被使用。現(xiàn)在表土已經(jīng)搬遷，該團隊將在未來兩年內監(jiān)測該地區(qū)，并比較不同植被恢復策略的成功率，以確定最有效的策略。理想情況下，該項目將受到至少十年的監(jiān)測，因為魯佩斯特里亞草原的進程發(fā)展速度比森林慢得多。

費爾南多·西爾維拉教授在米納斯吉拉斯州羅拉莫薩塞拉州立公園內檢查了格拉齊奧氏節(jié)仙人掌標本，這是一種來自黑色四邊形地區(qū)的瀕臨滅絕的特有仙人掌。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

“如果我們單獨讓生態(tài)系統(tǒng)自我恢復，可能需要800到1,400年的時間。但我們沒有那么多時間，所以我們需要進行積極的恢復，這涉及一種比簡單地扔掉一些種子更加綜合和實用的方法，”西爾維拉解釋道。

米納斯吉拉斯聯(lián)邦大學教授們在環(huán)境機構和檢察官辦公室的呼吁下已經(jīng)或正在恢復其他地區(qū)。對于研究人員來說，這是一個勝利，他們多年來一直在與所謂的“恢復”作斗爭，大多數(shù)礦業(yè)公司仍在使用這一過程。在恢復過程中，信號草和桉樹被種植在退化的土地上，這對解決魯佩斯特里亞草原的生物學或生態(tài)問題沒有任何作用。事實上，這比把它們涂成綠色強不了多少。

采礦的影響

除了需要人工援助之外，恢復被礦業(yè)公司破壞的魯佩斯特里亞草原的另一個限制是地形。建造員工居住區(qū)的區(qū)域平坦，更容易恢復，但在為尋找礦石而開鑿的深谷中，不可能取代部分山體。“這在某種程度上是恢復，因為我們設法恢復了部分生物多樣性，但這并不是完整的生態(tài)系統(tǒng)，”西爾維拉說。

研究人員探索米納斯吉拉斯州的伊塔姆貝峰州立公園，尋找特有和瀕臨滅絕的兩棲動物。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

采礦會造成許多直接和間接的影響。生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷的主要變化之一是這些山區(qū)地下水位的破壞，尤其是在鐵礦石開采過程中發(fā)生。當它在地下時，鐵礦石就像海綿一樣容納雨水。在旱季，水從含水層中釋放出來形成水體。取出鐵礦石意味著拔掉了這塊海綿，這意味著雨水不能再儲存在地下，最終以地表水的形式流下山坡。

巴西的大部分采礦都是鐵礦石開采。根據(jù)國家礦業(yè)局的數(shù)據(jù)，平均而言，它占2015年至2024年10年間開采的所有化合物的61%。這是威脅盧佩斯特里亞草原的另一個因素：開采最多鐵礦石的兩個州是米納斯吉拉斯州和帕拉州，這兩個州也是該生態(tài)系統(tǒng)大部分分布的州。

“采礦的最大問題在于它改變景觀的方式，”茹伊斯迪福拉聯(lián)邦大學工程學院生產(chǎn)工程副教授布魯諾·米拉內斯說。他引用作家愛德華多·古迪納斯的話說，“采礦是'生態(tài)截肢'，因為就像你截肢一樣，景觀及其生態(tài)功能不再存在。沒有環(huán)境管理能夠恢復被砍掉的東西。”

除了改變該地區(qū)的水循環(huán)，影響河流和附近城市的供水外，采礦還會影響空氣質量并消耗大量水，從而導致供應問題和水污染。米拉內斯說，在礦山建設和運營期間，野生動物也會受到直接影響，因為動物要么逃跑，要么生活在運營的壓力下。產(chǎn)生的廢物同樣令人擔憂：礦物質含量低的土壤堆積在現(xiàn)場，最終被草覆蓋。加工廠尾礦儲存在水壩后面，有決堤風險。

米拉內斯還解釋說，采礦業(yè)主要分布在農村地區(qū)或農村小鎮(zhèn)，由于人口涌入，這推動了投機、征用和價格上漲。一些礦山雇用了多達7,000名工人。“通常，他們是年輕的單身男

淡水河谷在米納斯吉拉斯州新利馬經(jīng)營的卡保·澤維爾礦。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

米納斯吉拉斯州卡布拉爾山州立公園放線頭屬的一種“永生”花。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

性，沒有家庭，來到集裝箱里生活，工資比在城市里高一點。這意味著他們有更多的錢可以在該地區(qū)消費。酗酒、性剝削和暴力都在增加，”他解釋道。如果要開采的地點有傳統(tǒng)社區(qū)，他們很可能會被踢出去，從而引發(fā)社會矛盾。

米拉內斯說，這個想法不是要廢除采礦業(yè)，而是不讓以任何舊方式和不惜一切代價進行的采礦業(yè)正常化。“如果我們看看它所產(chǎn)生的所有影響，我們需要考慮我們實際上可以進行多少采礦，以及我們如何調整我們的生活方式，以利用可能開采的礦石量生存，而不會破壞地球或影響與該過程無關的人們。”

米拉內斯說，確定費率、規(guī)模和收入分配是更公平、更少痛苦的采礦模式的重要因素，他指出，這種模式可以為采礦業(yè)本身提供替代方案。還需要改進法律的執(zhí)行和監(jiān)測，同時通過有效的回收政策減少廢物，重新確定生產(chǎn)和消費標準，并將直接受礦山影響的社區(qū)納入決策過程，賦予他們否決權。事實上，這已被證明是保護米納斯吉拉斯州盧佩斯特里亞草原的有效工具。

米納斯吉拉斯州卡爾薩達山國家自然紀念碑的“永生”花。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

保護生態(tài)系統(tǒng)的民眾陣線

根據(jù)法律，采礦等可能危害環(huán)境的活動不能在巴西保護單位內進行。立法規(guī)定了兩種類型：受到充分保護的活動受到極少人為干預，而可持續(xù)使用的活動則取決于其管理計劃來禁止某些活動。公民可能會影響這些地區(qū)的創(chuàng)建，在許多情況下，巴西已經(jīng)成立了社區(qū)團體來阻止礦業(yè)公司進入。

根據(jù)“無礦業(yè)自由領地”運動的報告，在米納斯吉拉斯州的穆拉伊、卡爾達斯、圣巴巴拉、塞羅以及甘達雷拉山地區(qū)，以及南里奧格蘭德州的阿尼塔波利斯、帕拉州的拉戈格蘭德農業(yè)綜合開發(fā)項目區(qū)、馬拉尼昂州的阿卡伊蘭迪亞、馬托格羅索州的羅塞利·努內斯安置項目區(qū)、塞阿拉州的圣基特里亞和南里奧格蘭德州的圣若澤杜諾爾特等地，針對礦業(yè)公司的抗議活動均取得了成功。

皮烏姆希市位于卡納斯特拉山脈，這是米納斯吉拉斯州富含盧佩斯特拉草原的地區(qū)。在這里，一場草根運動導致了皮烏米希流域環(huán)境保護區(qū)的創(chuàng)建，該保護區(qū)占地12,000公頃，現(xiàn)已受到保護，禁止采礦。該運動始于2023年4月，因為該地區(qū)的三家礦業(yè)公司正在進行鉆探。他們在山區(qū)尋找鐵礦、鉻鐵礦和錳礦，這些山區(qū)是為該市90%的人口提供水源的地區(qū)。經(jīng)過會議、騎自行車和遠足旅行以及公開聽證會，一份包含70,000個名字和生物多樣性技術研究成果的請愿書于2024年9月獲得批準，該請愿書是創(chuàng)建環(huán)境保護區(qū)，即第2.767/2024號法律的基礎。

“這是草根運動與科學知識如何對領土規(guī)劃產(chǎn)生積極影響的一個具體例子，”植物學家、律師、位于埃斯皮尼亞索山脈最南端的孔戈尼亞斯市保護區(qū)和地區(qū)現(xiàn)任主任若昂·路易斯·洛博說。當他攻讀碩士學位時，洛博參加了該地區(qū)的一項植物研究，該研究是該法案的一部分，該法案證明了本地物種的多樣性——其中一些瀕臨滅絕——并發(fā)現(xiàn)了一種新的向日葵物種。

一只白色通風紫羅蘭眼蜂鳥拜訪米納斯吉拉斯州永鮮國家公園的平滑澤蘭。圖片由奧古斯托·戈麥斯提供。

“像這樣的經(jīng)歷幫助我們理解，發(fā)展和保護不必相互交戰(zhàn)，”若昂·路易斯·洛博說，“然而，決策過程必須通過社會控制機制的篩選，以確保對領土的不同利用方式充分考慮生態(tài)限制、社會多樣性及文化遺產(chǎn)的保護。”

洛博強調，保護盧佩斯特里亞草原免受不同威脅的解決方案包括嚴格遵守立法，提高保護的優(yōu)先級，以及為農村景觀，特別是魯佩斯特里亞草原建立具體的法律框架。這顯然可以保證這個生態(tài)系統(tǒng)得到法律承認。

他說，人們還需要了解這些草原。“你不會保護你不知道的東西。只有當人們了解這些生態(tài)系統(tǒng)是巴西自然和文化遺產(chǎn)的一部分時，它們才會真正受到重視。”他還提到了一些保持盧佩斯特里亞草原活力的活動如何也能產(chǎn)生收入：生態(tài)旅游、手工奶酪生產(chǎn)（如皮烏姆希生產(chǎn)的卡納斯特拉奶酪）、積極保護、環(huán)境服務支付計劃和生物經(jīng)濟。

“魯佩斯特里亞草原上的許多物種具有藥用功能、芳香氣味或觀賞價值，也可以是食物來源。如果以合乎道德和可持續(xù)的方式進行管理，他們可以生產(chǎn)出具有高總價值的產(chǎn)品。這需要對科學研究、當?shù)厣鐓^(qū)內部的合作網(wǎng)絡和激勵這些生產(chǎn)鏈的公共政策進行投資。當人們的生活與環(huán)境融為一體時，生活才能繁榮昌盛。

本文于2025年7月7日首次以葡萄牙語發(fā)表。

[1] （1）納入社會經(jīng)濟因素分析；（2）實施主動恢復措施；（3）維持低土壤肥力水平；（4）重建自然干擾機制；（5）關注遺傳結構與適應潛力；（6）恢復地理分布受限且功能專化的生態(tài)互動關系；（7）采用基于生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復方法；（8）利用種子傳播策略提升生物多樣性；（9）必要時實施物種遷移；（10）建立強制性的長期監(jiān)測機制。這些原則代表了當前巖生草原生態(tài)系統(tǒng)恢復領域最佳的科學依據(jù)，同時在一定程度上也可為其他生物多樣性豐富、易受火災影響且養(yǎng)分貧瘠的生態(tài)系統(tǒng)提供參考。