2022-02-23 18:23

飓风会以各种方式伤害或帮助它们所袭击的生态系统

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飓风“哈维”和“厄玛”用它们的力量创造了记录,在它们的身后留下了巨大的破坏。艾玛摧毁了加勒比海一些岛屿上90%以上的建筑。哈维总共向德克萨斯州和路易斯安那州倾倒了27万亿加仑的水,不断膨胀的洪水排水非常缓慢。哈维也在这里留下了自己的印记;这场风暴似乎将地球的一块地壳向下推了超过半英寸。

大风暴会以多种方式影响生态系统。当飓风来袭时,动物可能被冲走或搁浅,树木碎裂,海岸土地被吞没。“飓风就像人一样,它们的表达方式各不相同,”位于路易斯安那州拉菲特的美国地质调查局湿地与水生研究中心副主任汤姆·多伊尔(Tom Doyle)说。这种强烈的自我表达可以由许多特征决定,从风暴的路径和强度到它所经过的土地的地质情况。

飓风改变了它们在陆地和海洋上所经过的每一个生态系统。现在,厄玛和哈维已经发泄了他们的愤怒,科学家们正在返回这些地区评估损失。德克萨斯州韦科市贝勒大学环境健康科学项目主任布莱恩·布鲁克斯说:“面对这样的极端事件,我们需要了解发生了什么,我们需要从中吸取教训,希望这能帮助我们在面对未来的情景时更有弹性。”

海岸

飓风来袭时,海水涌向湿地、海湾和河口。一些淡水鱼和其他生物无法在盐的冲击下生存。其他适应高盐度的动物则因淡水洪水而遭殃。植物也会受到影响。飓风“厄玛”肆虐佛罗里达时,摧毁了佛罗里达湾的海草床。

飓风可以从海岸线拉走海水;几头海牛在萨拉索塔湾的“艾玛”水域被排干后被困。另一群海牛被从后院的小池塘里救了出来。在洪水之上,鸟类会在暴风雨中被吹离家园数百英里。

飓风还会破坏湿地,而湿地有助于吸收洪水、过滤水,并为各种植物和动物提供庇护。位于巴吞鲁日的路易斯安那州海岸保护与恢复局(Louisiana Coastal Protection and Restoration Authority)的规划与研究主管布伦·哈斯(brenn Haase)说:“它们支持了我们在墨西哥湾沿岸看到的许多鱼类和野生动物。”“海岸线和湿地也是我们抵御风暴潮的第一道防线,所以当它们吸收了风暴潮的冲击并不幸消失时,它们就不在那里了。”在飓风桑迪(Hurricane Sandy)期间,湿地为东海岸避免了约6.25亿美元的洪水损失。

飓风也能极大地改变海边的景观;2005年,路易斯安那州超过200平方英里的海岸线被卡特里娜飓风和丽塔飓风摧毁。“你当然可以看到,在我们的海岸地区发生了一些戏剧性和灾难性的变化,”哈斯说。“但真正导致生态系统退化的是数年风暴的累积效应。”由于气候变化,预计风暴将变得更加可怕,这只会加剧问题。

哈斯和他的同事们正在努力恢复路易斯安那州的沿海生态系统,使其有足够的弹性来抵御风暴和人为灾难,如石油泄漏。他们正在修复堰洲岛和海岸线,挖掘沉积物并沿海岸抽运,以重建被飓风摧毁的沼泽。

哈斯说:“无论我们在路易斯安那州做什么,我们知道我们的海岸将会改变,我们未来的海岸将不会和过去的海岸一样。”

另一方面,飓风也会把营养丰富的沙子带到湿地,清理掉那些濒临灭绝的珩科鸟和其他在海滩筑巢的鸟类喜欢的开阔沙地。飓风桑迪在纽约的火岛开辟了一条水道,实际上把污染的水从大南湾冲了出来,改善了水质,吸引了鱼、海豹和其他海洋生物定居下来。

强大的风暴也会淹没海龟的巢穴。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)东北渔业科学中心的渔业生物学家文森特·萨巴(Vincent Saba)说,很可能是艾玛毁掉了佛罗里达州筑巢海滩上的许多鱼卵。他和他的同事们将很快调查这场风暴造成了多大的破坏。好消息是,海龟在整个季节会做几个巢,所以即使一场风暴摧毁了一只,其他海龟也有机会完成孵化。

河流和小溪

当飓风冲上陆地时,它将继续将水注入小溪、河流和湖泊。当这些水道膨胀并溢出堤岸时,它们会吞没道路,摧毁房屋和桥梁,让动物们爬向更高的地方。

在“哈维”期间,生活在布法罗湾(Buffalo Bayou)上一座桥下面的蝙蝠必须由志愿者疏散,否则它们就会被不断上涨的河水淹死。短吻鳄迁移到内陆以躲避寒冷的雨水。鳄鱼专家建议当地居民与鳄鱼保持距离,但不必太担心——这种爬行动物更关心安全问题,而不是与人打架。鳄鱼安置公司盖特小队的负责人克里斯·斯蒂芬斯告诉记者:“它们被洪水淹没了池塘,被洪水淹没了河流。”“他们也不得不撤离。”

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对于火蚁来说,则是另一回事了——在哈维的洪水中漂浮的一排蚂蚁全副武装,迫不及待地冲向任何靠近的人或船。德克萨斯人还被告知要警惕蛇、浣熊和其他流离失所的野生动物。外来宠物也可以在混乱中逃离,这使得入侵物种更容易传播。

与此同时,当暴雨冲入河岸,或者洪水将岩石和沉积物抛掷,并携带垃圾和树枝时,河流本身就会发生改变。当飓风搅动并留下腐烂的树叶、木材和其他有机物时,它们会从周围的水域中吸取氧气。随着河流、湖泊和湿地的含氧量下降,鱼类开始死亡。1992年安德鲁飓风袭击路易斯安那州阿查法拉亚盆地后,超过1.8亿条鱼窒息而死。

洪水还携带疾病和毒素;“哈维”和“艾玛”淹没了污水处理厂,导致污水流入德克萨斯州和佛罗里达州的城市以及一个水生保护区。在休斯顿的洪水中已经检测到这种粪便细菌,这种细菌如果被摄入就会使人生病。官员们担心,飓风还传播了霍乱和伤寒等病原体,石化炼油厂的有害径流,以及超级基金站点的致癌物。飓风释放的污染物也会积聚在鱼类和贝类体内。

为了弄清楚哈维如何改变了德克萨斯的水道,研究人员将检查升高的洪水是否已经改变了河床,并对河岸造成了侵蚀。他们会从支流和河口采集水样,检测污染物,或者引入常见的鱼类、贝类或昆虫,看看它们是茁壮成长还是死亡。布鲁克斯说:“你把这些样本带回实验室,基本上就是把你的金丝雀放进矿井里。”

布鲁克斯说,理想情况下,研究人员每年都要在全州范围内进行这些研究,这样他们就有了一个基线,可以与灾后的水进行比较。但德州是个大州,所以存在差距。然而,如果没有这些常规的调查,我们就无法知道在一个特定的地区什么是正常的。

目前还不清楚该生态系统需要多长时间才能从哈维事件中恢复过来。“我想没有人知道;对于刚刚发生的事件,我们并没有真正的数据,”布鲁克斯说。“在这种情况下,洪水的数量和范围是非常独特的。”

树木

树木在飓风中遭受打击,有些树木比其他树木更能应对飓风。棕榈树有很多柔软的组织,可以让它们在风中弯曲。一旦风速达到每小时70至75英里,大多数树木的叶子和小树枝就会开始脱落。当风暴达到3级时,树干可能会断裂或翻倒。多伊尔说:“它会扭曲或挤压,导致削弱和骨折。”尽管如此,还是有一些墨西哥湾沿岸的树木比它们的同类要好。光秃秃的柏树是一种;活橡树非常结实,海军曾用它们来造船。

飓风对树木造成的暴力可能取决于它的路径。多伊尔说,飓风桑迪尽管作为热带风暴经历了漫长的航程,却能够摧毁大西洋中部数量惊人的树木。桑迪接近时,奇怪的垂直方向让它积聚了大量的水,形成了令人印象深刻的风暴潮,液化了土壤,使树木更容易倾覆。

红树林的情况很难预测。多伊尔说,墨西哥湾沿岸的红树林矮小,可能在被洪水淹没时躲过了哈维风。他说:“如果潮水不够高,没有任何直接的风拍打红树林的顶部,我会有点惊讶。”这些树可能有足够的弹性,能够经受住海浪的冲击,但也有可能它们在水下停留的时间太长而无法存活。在佛罗里达,红树林长得更高,但更好地扎根于其土壤下的喀斯特,这比海湾海岸红树林生长的淤泥质地面更硬。“喀斯特地貌为根系提供了一个平台,”多伊尔说。然而,“风仍然在杀死和摧毁红树林,我预计风暴后会看到一些森林被摧毁。”

飓风也会导致沼泽从海岸缓慢向内迁移。风暴过后,地面会吸收风暴带来的海水,变得更咸。当干旱导致土壤干燥时,盐水就会定居下来,为树木创造一个不利的环境。随着时间的推移,这会杀死沿海森林中的树木。道尔说:“风暴过后很长一段时间,这些土壤仍然处于较高的(含盐量)水平。”慢慢地,这个地区会变成鬼森林,然后变成沼泽。

多伊尔说,被破坏的森林对鸟类来说是坏消息——卡特里娜飓风摧毁了果树,候鸟在飞越墨西哥湾之前依靠果树来增加能量。“它们实际上被转移到其他森林栖息地,那里有更多的松树和它们不吃的东西……只是为了保持它们的能量水平。”1989年,雨果飓风袭击南卡罗莱纳,摧毁了濒危红冠啄木鸟栖息的原始森林。

飓风也给农民带来了麻烦。今年,飓风“厄玛”(Irma)淹没了果实累累的果树纤细的根部,导致佛罗里达一半的柑橘作物歉收。甘蔗田也遭受重创。在乔治亚州,大约30%的山核桃作物已经减产。在古巴,数英里的香蕉种植园遭到破坏。

飓风的确给森林带来了些许希望。通过刮走树叶和推倒树木,风暴可以开辟一片森林,阳光可以流入,新的植物可以生长。

多伊尔说:“我不是那种危言耸听的人,不会说‘哦,一场飓风来了,一切都要完蛋了。’”“是的,我们把一堆树都弄成了棕色,但它不会变成停车场;它会回来的。”

珊瑚礁

即使是海洋也不能幸免于飓风。鲨鱼和其他鱼类可以感觉到麻烦来了,就会游向更深的水域。然而,珊瑚礁可能会受到重击。花园银行国家海洋保护区(Flower Garden Banks National Marine Sanctuary)的研究协调员艾玛·希克森(Emma Hickerson)在一封电子邮件中说,大飓风会破坏和掀翻珊瑚、海绵和海扇,还会把珊瑚礁埋在沙子里,使它们窒息。

该保护区位于德克萨斯州和路易斯安那州海岸70到115英里之间。这里到处都是五颜六色的珊瑚礁,海龟、鲸鲨和蝠鲼经常来此游玩。当风暴来袭时,它也很脆弱。

美国大陆大约60%的水流入墨西哥湾,造成了一个死区,或危险的低氧区,面积相当于新泽西州。在暴风雨期间,这种联系变得更加不利;2005年,飓风丽塔袭击了珊瑚礁,带来了一份不受欢迎的礼物。“丽塔冲走了德克萨斯州和路易斯安那州的海岸线,带来了变色、污染的水,”希克森说。水在附近停留了大约两个月。到2008年,珊瑚似乎恢复得很好——“及时赶上了飓风艾克的到来,并重复了物理破坏,”希克森说。

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现在,保护区面临着新的威胁。希克森和她的同事们认为,“哈维”的距离不够近,没有严重破坏该地区的大部分珊瑚礁。他们更担心的是德克萨斯州沿岸的大量降雨,这些降雨可能最终会到达花园河岸。研究小组在卫星图像中发现了一缕被污染的淡水正在向保护区移动。当它到达时,它可能稀释了珊瑚赖以生存的海水,或者直接毒害它们。脏水还可能使水变得浑浊,遮住了珊瑚需要的阳光,以保持它们的共生藻类的快乐。

希克森说,花园花园的研究小组正在潜水寻找破坏情况,并在淡水入侵之前收集栖息地的样本。现在还很难说羽毛什么时候会到达避难所;这取决于洋流和风。最好的情况是洋流能保持珊瑚礁北部的淡水和受污染的水。

无法阻止水流或清理它。希克森说:“只要烟羽不影响珊瑚礁,我对珊瑚礁能从这场风暴中恢复持乐观态度。”

她说,飓风偶尔会带进较冷的海水,帮助珊瑚礁脱离困境。这就阻止了珊瑚白化,当珊瑚因温暖的温度而感到压力,并驱逐藻类居住者时,就会发生白化。