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一天散失兩個浴缸的水!氣候變遷下大象的缺水危機

君咏_96
・2020/12/19 ・2545字 ・閱讀時間約 5 分鐘

今年夏天,非洲南部發生連續大象死亡事件,事發地點波札那 (Botswana) 是非洲野生大象的最大棲地之一,過去 2 個月以來卻發生了神秘難解的大象死亡潮——境內有超過 350 隻大象不明死去,且出現前肢與胸部前撲的死法。

波札那發生連續大象死亡事件,且 70% 事發地點位於水源附近。圖/REUTERS

近期波扎那政府調查出造成大象死亡的原因——水中藍綠藻 (cyanobacteria) 產生的毒素。藍綠藻在世界各地都能見到,主要生長在封閉、靜止且富含營養的水體中,有些藍綠藻會產生毒素,一旦被人類或者動物吸入吞嚥、甚至滲入皮膚等,可能導致腸胃道問題,甚至嚴重到癱瘓、死亡的情形,而波札那的大象被認為正是因此集體喪命。

而藻類的大量繁殖好發在溫暖、富含營養鹽的水體,科學家擔憂,全球暖化問題可能會導致此種情況持續發生。

看完這則新聞,讓人不禁好奇,野生大象平時活動需要攝取多少水份?除藍綠藻毒素的危險之外,氣候變遷之下牠們還會受到什麼影響呢?

大象每日需要的水很多嗎?

事實上,因為體積大,大象對水分的每日需求的是其他哺乳動物的好幾倍,而除了進行正常生理功能的每日需水量,大象會利用水蒸發來濕潤皮膚,且象皮的滲透性會隨著季節改變,通常夏季時會比冬季時大,也就是說,氣溫升高時,水分蒸發的速度越快。

大象的皮膚蒸發水分損失 (CEWL) 與氣溫 (T air) 的關係。黑線為非洲象,灰線為亞洲象。圖B為在乾燥環境中,皮膚水分散失隨氣溫上升而增加的趨勢。圖/ 原始文獻4

而作為陸地上最大的哺乳動物,非洲象 (Loxodonta africana) 不論在野外或被圈養,牠們都面臨著特殊的生理挑戰。非洲象被認為是能夠較長時間待在缺乏水源的環境,在野外,他們每天活動的範圍大約 8~12 公里,而在乾旱氣候下,牠們大多圍繞著水源進行活動。

然而根據預測2,未來非洲南部的氣候會變得更乾燥、更炎熱,而且乾旱的地區可能還會擴大,隨著全球氣溫的攀升,生活在野外的大象對水的需求將會更高,但隨飲水坑的乾涸以及富含水份的植物逐漸減少,水只會變得越來越少。

既然大象每天需要好幾百升水,那氣候變遷會對他們造成什麼影響呢?

一天內散失兩個浴缸的水量

在北卡羅納州動物園 (North Carolina Zoo) 裡 ,一位保育生物學家科林·肯德爾 (Corinne Kendall) 帶著他的研究團隊,觀察五隻非洲象長達三年時間。

他們將一種氫的穩定形態同位素——氘[1] (2H) 以精確劑量,注射到餵給大象的乾麵包裡,而氘會被體液稀釋,並且可以在動物的體液裡追蹤。科學家在餵氘後的十天內定期抽取血液樣本,每次紀錄剩下的量,這樣可以知道大象體內水分消耗的速度。

結果發現,在較涼爽的季節,平均每日氣溫在 6 至 14°C之間,雄象平均每天散失 325升的水,但若溫度上升到 23至24°C 左右,每日散失的水分就會達到 427 升,有時甚至高達 526 升,差不多等於兩個浴缸裝好裝滿的體積,佔牠們體內總水量的 10%。

看到這裏,或許你會覺得,大象體型那麼大,每天散失這樣份量的水,也是情理之中吧?

這時就需要拿其他動物來比比看了:首先,在炎熱的環境中,我們人類每日大概會消耗 3 到 5 升的水份,佔體重的 5%;而比我們再「大隻」一些的馬,每天大約散失 40 升水,約佔體重的 6%。

而根據這項研究的合作者杜克大學生態生理學家麗貝卡.林巴赫 (Rebecca Rimbach) 表示,在溫度上升後,一頭大象在一天之內就失去了近 9% 體重的水分。這可是陸生動物有史以來最多的每日失水量!

溫度每上升1°C,散失水分增加身體總水量的1%。圖/原始文獻1

但對於生活在野外的非洲象,活動量大,且有時白天氣溫超過 40°C ,還需承受太陽輻射所帶來的高度熱負荷,因為棲息地的氣候不同,野生非洲象對水分的需求可能還更大。

如果要避免散失超過體重 10% 的水分,非洲象大約需要每兩到三天喝一次水,而這個結果也符合在野外觀察到的現象:在乾旱季節,非洲象每次喝水的時間間隔很少超過三到四天,而且牠們在旱季的移動速度也比較快,推測可能是想盡量減少在水和食物來源之間的行進時間。

非洲象通常由母象帶領,成群移動。圖/flickr

不只是水的問題這麼簡單!

法國動物園 (ZooParc de Beauval) 的大象行為研究人員穆洛特 (Baptiste Mulot) 則認為,這些發現對動物園大象來說意義不大,因為牠們通常「過著養尊處優的生活」。但是沒有參與這項研究的他,卻為野生大象擔心。他說,氣候變遷之下,缺乏飲用水可能會導致出生率降低、大象寶寶的牛奶減少以及脫水導致的死亡。

有大象行為學家表示,水資源的匱乏可能會惡化野外大象與人類在資源上的衝突。當大象突襲農作物或破壞地下水基礎設施時,所引發的暴力衝突,對兩物種而言都可能造成致命的傷害。

穆洛特還說,南部非洲日益乾燥和炎熱將影響不同動物的水需求。面對全球變暖、資源競爭加劇,我們正在淘汰整個區域的所有動植物物種。

野生大象面臨的生存危機可能在氣候變遷下加劇。圖/flickr

氣候變遷可能會讓生活在非洲南部地區的野生大象面臨更大的水資源壓力,可能會影響大象遷徙路線,進而導致與人類的衝突,這可能會對已經十分脆弱的族群造成負面影響。

註解

  1. 氫的一種穩定形態同位素,又稱重氫,元素符號一般為 D 或 2H。 它的原子核由一顆質子和一顆中子組成。 在大自然的含量約為一般氫的 7000 分之一。

參考資料

  1. Pontzer, H., Rimbach, R., Paltan, J., Ivory, E. L., & Kendall, C. J. (2020). Air temperature and diet influence body composition and water turnover in zoo-living African elephants (Loxodonta africana). Royal Society Open Science, 7(11), 201155.
  2. Collier, P., Conway, G., & Venables, T. (2008). Climate change and Africa. Oxford Review of Economic Policy, 24(2), 337-353.
  3. 350隻大象之死:非洲波札那「大象死亡潮」的詭異謎團
  4. Dunkin, R. C., Wilson, D., Way, N., Johnson, K., & Williams, T. M. (2013). Climate influences thermal balance and water use in African and Asian elephants: physiology can predict drivers of elephant distribution. Journal of Experimental Biology, 216(15), 2939-2952.

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