科学家和社区急于拯救稀有、多样化的巴西草原生态系统

莱蒂西亚·克莱因

Mongabay网站

2025年7月29日

研究人员在米纳斯吉拉斯州的伊塔姆贝峰州立公园寻找特有和濒临灭绝的两栖动物。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

卢佩斯特里亚草原形成了一个极端的生态系统：它们仅占巴西领土的0.8%，却是该国15%的植物种群的家园。在编入目录的5,700种植物物种中，40%只能在那里找到，使该生态系统成为世界上特有率最高的生态系统之一。

这个山顶生态系统面临的威胁很多，包括外来物种的入侵、城市发展和气候变化。但采矿构成了最大的威胁：一条矿脉可能意味着数十种本地物种的灭绝。

社区为保护鲁佩斯特里亚草原所做的努力导致了保护单位的成立，而大学正在与矿业公司建立合作伙伴关系以推动恢复项目。曾几何时，由于鲁佩斯特里亚草原生长的荒凉地区，人们认为恢复是不可能的，但最近的一篇文章证明了事实恰恰相反。

“当我第一次看到这种植被时，我以为自己在另一个星球上。一切都是如此不同。…不仅是植物的建筑，还有整个地方。它看起来像一片纳米森林。1980年，杰拉尔多·费尔南德斯在学习成为一名生物学家期间，被卢佩斯特里亚草原的壮丽景观所吸引。从那时起，他一直在该生态系统中工作，这在很大程度上是巴西人所不知道的。费尔南德斯是卢佩斯特里亚草原研究的先驱，是米纳斯吉拉斯联邦大学生态学教授和巴西科学院院士。

他对昆虫的兴趣促使他研究这里动植物之间的相互作用。他的第一个实地研究是植物癌症。就像人类和动物一样，植物会由于高温、缺水或养分、污染以及各种生物体（主要是苍蝇和黄蜂等昆虫）等原因而产生癌细胞，这些生物体对植物进行基因操纵，从而产生癌症并以它们为食。

这些称为虫瘿的肿瘤不会全部杀死植物。有些甚至很漂亮，看起来像装饰品或花朵，但“不可避免地，在卢佩斯特里亚草原上发现的90%的植物都患有某种癌症或其他疾病，”费尔南德斯说。这是因为它们中的大多数生长在山顶;强烈的紫外线照射和资源的缺乏给这些植物带来了压力，并且由于它们的防御机制被削弱，它们更容易患上肿瘤。然而，几千年来，这种植被已经进化到适应压力因素，在逆境中仍能生存下去。

鲁佩斯特里亚草原仅占巴西领土的0.8%，分布在490个地方，其中大部分位于米纳斯吉拉斯州和帕拉州。其他的则可以在戈亚斯州、马托格罗索州和罗赖马州等地的偏远山脉中找到。它们总面积约为83,000平方公里（32,000平方英里，大约相当于奥地利的大小）。

这些草原的特点是种类繁多的特有草本物种和这些物种的独特组成，是巴西15%的植物种群的家园（已编目5,700种植物）。在这些物种中，40%是地方性的，这意味着它们只出现在这个生态系统内。这是地球上发现的最高特有率之一。在巴西大部分鲁佩斯特草原所在地埃斯皮尼亚索山脉，一些植物科高达80%或90%是特有植物。即使经过多年的研究，新物种也一直在被发现：2005年至2014年间，发现了118种新植物和26种脊椎动物，包括11种青蛙、8种蜥蜴、4种鸟类、2种蛇和1种哺乳动物。

米纳斯吉拉斯州因特恩登特山州立公园的“永生花”物种。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

米纳斯吉拉斯州因特恩登特山州立公园托洛河峡谷的瀑布。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

埃斯皮尼亚索山脉是巴西最大、最古老的山脉。它有18亿年的历史，从米纳斯吉拉斯州一直延伸到巴伊亚州。它的土壤由石英岩和燧石组成，是古代海底和沙漠的遗迹。该山脉的最南端位于所谓的铁含水层四边形地带，是称为坎加斯的富铁地壳层的所在地，在帕拉州卡拉哈斯地区的一些山丘上也可以找到这种地壳。坎加斯是由古老的沉积河床或湖床形成的，这就是为什么卢佩斯特里亚草原形成泉水和河流水源的含水层。

这个生态系统内的土壤营养贫乏，铝和重金属含量很高。这一事实，加上全天持续暴露在风、雨和高温变化中，限制了植被的生长和地理分布。植物也经常受到火灾的影响，并成为共享环境的食草动物的食物。为了在这个恶劣的环境中生存，它们与一些动物形成了某些特征和行为以及关系，被称为生态复原力。举个例子：有些草本和木本茎植物已经发育出专门的地下器官，使它们能够在受损后多次重新发芽，从而使植物能够继续生存。一些苔藓和蕨类植物可以在几乎完全干燥的条件下生存。

费尔南德斯和其他研究人员在过去45年中在卢佩斯特里亚草原上发现了数百种动植物物种，以了解和保护这一生态系统。尽管如此，其现有面积中只有不到10%受到保护单位的保护，这意味着该物种的生存面临风险。据这些研究人员称，到2070年，82%的草原可能会消失——面积相当于68,000平方公里（26,000平方英里）。

威胁清单很长：气候变化、城市发展、豪宅房地产投机、非法植物采集出售、狩猎、河流和泉水排水污染、外来入侵物种的威胁、将土地用于牧场和林业、旅游业，尤其是采矿业。

恢复面临许多挑战，特别是因为矿业公司通常会清除所有土壤进行矿物开采。但研究团队、社区以及大学和矿业公司之间的合作伙伴关系正准备保护地球上生物多样性最丰富的生态系统之一。

米纳斯吉拉斯州卡尔卡达山自然国家纪念碑的傍晚天空。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

米纳斯吉拉斯州西波塞拉国家公园的鸵鸟腿花大量开花。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

恢复选项

“长期以来，人们认为恢复鲁佩斯特里亚草原是不可能的，原因很简单，植物生长在恶劣的环境中，因此，在温室中培养它们是行不通的，”米纳斯吉拉斯联邦大学生物科学研究所遗传学、生态学和进化系副教授费尔南多·奥古斯托·德·奥利维拉·西尔维拉说。他说，这种话语被政府组织、大公司和学术界用作不恢复生态系统的借口。

但在2月份，奥利维拉和他的同事在一篇文章中揭穿了这个神话，展示了如何通过低成本技术繁殖卢佩斯特里亚草原物种。根据对117种特有物种的测试，研究人员证明它们可以在普通温室中种植，并且80%的植物成功了。“不再有任何合理或技术上的理由可以说卢佩斯特里亚草原无法恢复，”他辩护道。自2000年以来，奥利维拉一直专注于恢复这一生态系统。

杰拉尔多·西尔维拉自1995年卖掉汽车筹集资金建造温室以来，一直在获得有关鲁佩斯特里亚草原物种发芽的知识，在那里他可以测试诱发植物的癌症。当时实验室中的植物繁殖足以让研究人员开始质疑使用信号草等外来物种来覆盖退化地区以满足环境许可要求。“真正的挑战是大规模生产幼苗，并帮助决策者了解这是最好的选择，”西尔维拉说。

该生态系统的少数专业研究人员在过去四十年中取得的发现导致2022年发布了383种卢比斯特里亚草原物种种子的免费数据库。它包括种群遗传学、种子产生和传播、休眠和发芽等方面的信息。研究人员还列出了恢复生态系统的10项原则[1]。

里约热内卢植物园的种子库正在进行更多的科学工作，该库饲养着四种官方认定的受威胁物种。2017年，费尔南多·西尔维拉与其他研究人员一起研究了需要从卡拉哈斯的铁矿脉地点重新分配的物种，一家矿业公司将在那里开始工作。因为公司将任何物种推向灭绝都是违法的，所以这些植物必须在其他地方种植和种植。“我们监测了四种植物物种的开花和结果阶段，并对它们的生态位进行了建模研究，以了解在未来的气候变化情景中，如何成为它们生存的适当位置，”他解释道。

今天，西尔维拉和他的同事正在卡拉哈斯地区植入一个恢复项目，使用一种巴西的新技术：表土转置。该项目由矿业公司资助，作为满足其环境许可证规定的强制性补偿措施的一种手段，该项目将36卡车的表土从待开采区域转移到另一个已经退化的地点。在这种方法中——根据西尔维拉的说法，这是最有效的方法——运输土壤中存在的繁殖体、种子、孢子、真菌和微生物将有助于退化区域的再生。

这种方法与播种和种植植被恢复策略一起使用。移植某些物种的地下器官也是在生态系统中产生弹性的一种可能性，但这种技术尚未被使用。现在表土已经搬迁，该团队将在未来两年内监测该地区，并比较不同植被恢复策略的成功率，以确定最有效的策略。理想情况下，该项目将受到至少十年的监测，因为鲁佩斯特里亚草原的进程发展速度比森林慢得多。

费尔南多·西尔维拉教授在米纳斯吉拉斯州罗拉莫萨塞拉州立公园内检查了格拉齐奥氏节仙人掌标本，这是一种来自黑色四边形地区的濒临灭绝的特有仙人掌。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

“如果我们单独让生态系统自我恢复，可能需要800到1,400年的时间。但我们没有那么多时间，所以我们需要进行积极的恢复，这涉及一种比简单地扔掉一些种子更加综合和实用的方法，”西尔维拉解释道。

米纳斯吉拉斯联邦大学教授们在环境机构和检察官办公室的呼吁下已经或正在恢复其他地区。对于研究人员来说，这是一个胜利，他们多年来一直在与所谓的“恢复”作斗争，大多数矿业公司仍在使用这一过程。在恢复过程中，信号草和桉树被种植在退化的土地上，这对解决鲁佩斯特里亚草原的生物学或生态问题没有任何作用。事实上，这比把它们涂成绿色强不了多少。

采矿的影响

除了需要人工援助之外，恢复被矿业公司破坏的鲁佩斯特里亚草原的另一个限制是地形。建造员工居住区的区域平坦，更容易恢复，但在为寻找矿石而开凿的深谷中，不可能取代部分山体。“这在某种程度上是恢复，因为我们设法恢复了部分生物多样性，但这并不是完整的生态系统，”西尔维拉说。

研究人员探索米纳斯吉拉斯州的伊塔姆贝峰州立公园，寻找特有和濒临灭绝的两栖动物。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

采矿会造成许多直接和间接的影响。生态系统经历的主要变化之一是这些山区地下水位的破坏，尤其是在铁矿石开采过程中发生。当它在地下时，铁矿石就像海绵一样容纳雨水。在旱季，水从含水层中释放出来形成水体。取出铁矿石意味着拔掉了这块海绵，这意味着雨水不能再储存在地下，最终以地表水的形式流下山坡。

巴西的大部分采矿都是铁矿石开采。根据国家矿业局的数据，平均而言，它占2015年至2024年10年间开采的所有化合物的61%。这是威胁卢佩斯特里亚草原的另一个因素：开采最多铁矿石的两个州是米纳斯吉拉斯州和帕拉州，这两个州也是该生态系统大部分分布的州。

“采矿的最大问题在于它改变景观的方式，”茹伊斯迪福拉联邦大学工程学院生产工程副教授布鲁诺·米拉内斯说。他引用作家爱德华多·古迪纳斯的话说，“采矿是'生态截肢'，因为就像你截肢一样，景观及其生态功能不再存在。没有环境管理能够恢复被砍掉的东西。”

除了改变该地区的水循环，影响河流和附近城市的供水外，采矿还会影响空气质量并消耗大量水，从而导致供应问题和水污染。米拉内斯说，在矿山建设和运营期间，野生动物也会受到直接影响，因为动物要么逃跑，要么生活在运营的压力下。产生的废物同样令人担忧：矿物质含量低的土壤堆积在现场，最终被草覆盖。加工厂尾矿储存在水坝后面，有决堤风险。

米拉内斯还解释说，采矿业主要分布在农村地区或农村小镇，由于人口涌入，这推动了投机、征用和价格上涨。一些矿山雇用了多达7,000名工人。“通常，他们是年轻的单身男

淡水河谷在米纳斯吉拉斯州新利马经营的卡保·泽维尔矿。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

米纳斯吉拉斯州卡布拉尔山州立公园放线头属的一种“永生”花。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

性，没有家庭，来到集装箱里生活，工资比在城市里高一点。这意味着他们有更多的钱可以在该地区消费。酗酒、性剥削和暴力都在增加，”他解释道。如果要开采的地点有传统社区，他们很可能会被踢出去，从而引发社会矛盾。

米拉内斯说，这个想法不是要废除采矿业，而是不让以任何旧方式和不惜一切代价进行的采矿业正常化。“如果我们看看它所产生的所有影响，我们需要考虑我们实际上可以进行多少采矿，以及我们如何调整我们的生活方式，以利用可能开采的矿石量生存，而不会破坏地球或影响与该过程无关的人们。”

米拉内斯说，确定费率、规模和收入分配是更公平、更少痛苦的采矿模式的重要因素，他指出，这种模式可以为采矿业本身提供替代方案。还需要改进法律的执行和监测，同时通过有效的回收政策减少废物，重新确定生产和消费标准，并将直接受矿山影响的社区纳入决策过程，赋予他们否决权。事实上，这已被证明是保护米纳斯吉拉斯州卢佩斯特里亚草原的有效工具。

米纳斯吉拉斯州卡尔萨达山国家自然纪念碑的“永生”花。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

保护生态系统的民众阵线

根据法律，采矿等可能危害环境的活动不能在巴西保护单位内进行。立法规定了两种类型：受到充分保护的活动受到极少人为干预，而可持续使用的活动则取决于其管理计划来禁止某些活动。公民可能会影响这些地区的创建，在许多情况下，巴西已经成立了社区团体来阻止矿业公司进入。

根据“无矿业自由领地”运动的报告，在米纳斯吉拉斯州的穆拉伊、卡尔达斯、圣巴巴拉、塞罗以及甘达雷拉山地区，以及南里奥格兰德州的阿尼塔波利斯、帕拉州的拉戈格兰德农业综合开发项目区、马拉尼昂州的阿卡伊兰迪亚、马托格罗索州的罗塞利·努内斯安置项目区、塞阿拉州的圣基特里亚和南里奥格兰德州的圣若泽杜诺尔特等地，针对矿业公司的抗议活动均取得了成功。

皮乌姆希市位于卡纳斯特拉山脉，这是米纳斯吉拉斯州富含卢佩斯特拉草原的地区。在这里，一场草根运动导致了皮乌米希流域环境保护区的创建，该保护区占地12,000公顷，现已受到保护，禁止采矿。该运动始于2023年4月，因为该地区的三家矿业公司正在进行钻探。他们在山区寻找铁矿、铬铁矿和锰矿，这些山区是为该市90%的人口提供水源的地区。经过会议、骑自行车和远足旅行以及公开听证会，一份包含70,000个名字和生物多样性技术研究成果的请愿书于2024年9月获得批准，该请愿书是创建环境保护区，即第2.767/2024号法律的基础。

“这是草根运动与科学知识如何对领土规划产生积极影响的一个具体例子，”植物学家、律师、位于埃斯皮尼亚索山脉最南端的孔戈尼亚斯市保护区和地区现任主任若昂·路易斯·洛博说。当他攻读硕士学位时，洛博参加了该地区的一项植物研究，该研究是该法案的一部分，该法案证明了本地物种的多样性——其中一些濒临灭绝——并发现了一种新的向日葵物种。

一只白色通风紫罗兰眼蜂鸟拜访米纳斯吉拉斯州永鲜国家公园的平滑泽兰。图片由奥古斯托·戈麦斯提供。

“像这样的经历帮助我们理解，发展和保护不必相互交战，”若昂·路易斯·洛博说，“然而，决策过程必须通过社会控制机制的筛选，以确保对领土的不同利用方式充分考虑生态限制、社会多样性及文化遗产的保护。”

洛博强调，保护卢佩斯特里亚草原免受不同威胁的解决方案包括严格遵守立法，提高保护的优先级，以及为农村景观，特别是鲁佩斯特里亚草原建立具体的法律框架。这显然可以保证这个生态系统得到法律承认。

他说，人们还需要了解这些草原。“你不会保护你不知道的东西。只有当人们了解这些生态系统是巴西自然和文化遗产的一部分时，它们才会真正受到重视。”他还提到了一些保持卢佩斯特里亚草原活力的活动如何也能产生收入：生态旅游、手工奶酪生产（如皮乌姆希生产的卡纳斯特拉奶酪）、积极保护、环境服务支付计划和生物经济。

“鲁佩斯特里亚草原上的许多物种具有药用功能、芳香气味或观赏价值，也可以是食物来源。如果以合乎道德和可持续的方式进行管理，他们可以生产出具有高总价值的产品。这需要对科学研究、当地社区内部的合作网络和激励这些生产链的公共政策进行投资。当人们的生活与环境融为一体时，生活才能繁荣昌盛。

本文于2025年7月7日首次以葡萄牙语发表。

[1] （1）纳入社会经济因素分析；（2）实施主动恢复措施；（3）维持低土壤肥力水平；（4）重建自然干扰机制；（5）关注遗传结构与适应潜力；（6）恢复地理分布受限且功能专化的生态互动关系；（7）采用基于生态系统功能的恢复方法；（8）利用种子传播策略提升生物多样性；（9）必要时实施物种迁移；（10）建立强制性的长期监测机制。这些原则代表了当前岩生草原生态系统恢复领域最佳的科学依据，同时在一定程度上也可为其他生物多样性丰富、易受火灾影响且养分贫瘠的生态系统提供参考。