美国启动“刘易斯与克拉克路线重测调查”大科学计划 |海潮天下讯|克拉克|刘易斯|威廉|查尔斯|海潮|罗素|美国

本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）

Meriwether Lewis、William Clark画像。图源：公域

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出品 | 海潮天下

1804年，美国探险家梅里韦瑟·刘易斯（Meriwether Lewis）和威廉·克拉克（William Clark）率领了一支探险队，向北美大陆西部进发。在长达两年的考察中，他们记录了许许多多的河流、山脉和地理环境，也详细记载了沿途见到的大量野生动物。这些笔记，后来成为了研究19世纪初北美生态系统的重要历史资料。

白驹过隙，沧海桑田。时光现在已经过去了200多年，美国的自然环境已经发生了巨大变化。森林被开垦，道路和城市不断扩张，农业活动深入内陆，许多曾经广泛分布的物种数量锐减，部分地区的生态结构甚至被彻底改写……

如今，一项覆盖全美的大型科学计划正试图回答一个问题：今天的美国，跟当年刘易斯和克拉克看到的美国相比，究竟发生了怎样的生态变化？

▲上图：刘易斯与克拉克远征（1804–1806年）的历史路线图。该图基于早期学者成果由Goszei于2021年重新绘制，清晰展现了当年这个探险队横跨北美大陆的考察轨迹。图源：Goszei, Sardon

▲上图：著名画家查尔斯·罗素（Charles M. Russell）于1905年左右创作的油画《下哥伦比亚河上的刘易斯与克拉克》。作品描绘了1805年10月，这个科考远征队在哥伦比亚河下游与当地原住民奇努克人（Chinooks）会面的历史场景。图源：公域

“刘易斯与克拉克路线重测调查”大科学计划

这项名为“刘易斯与克拉克路线重测调查”（Lewis and Clark Trail Resurvey）的项目由美国史密森学会国家动物园与保护生物学研究所牵头，联合了全美55家科研机构共同开展。

据介绍，该项目适逢美国建国250周年纪念活动，研究人员计划沿着当年探险队走过的路线重新调查野生哺乳动物群落，并将现代数据与200多年前的历史记录进行对比。

参与者之一，密苏里大学的研究方法一窥

参与这一计划的机构之一是美国密苏里大学。海潮天下（Marine Biodiversity）小编查看了该校的新闻稿，他们的研究团队选择了位于密苏里州布恩县的巴斯凯特森林（Baskett Forest）作为调查地点。这片面积约2000英亩的森林，如今是野生动物研究基地，但历史上，它的部分区域曾被用于农业生产。土地利用方式的改变，使这里成为观察生态系统长期演变的理想场所。

对于生态学家而言，项目关注的并不仅仅是“哪些物种还存在”。重要的是，他们想对比历史和现代数据，搞清楚整个生态系统是如何发生变化的。

▲上图：图为1806年1月2日威廉·克拉克（William Clark）在野外考察日志中记录的亲笔手稿。图中左侧记录了哥伦比亚河流域原住民通过木板固定婴儿头部进行颅骨塑型的传统习俗，右侧则配有当地岩画中的驯鹿、山羊等动物符号速写。这幅珍贵的历史手稿纸质版目前收藏于美国哲学学会（American Philosophical Society）图书馆，是人类学领域研究北美西北部原住民文化的早期关键文献，也为后人了解两百年前荒野远征中的文化碰撞留下了珍贵的视觉记录。图源：网络

例如，在刘易斯和克拉克的记录中，美洲野牛、灰狼是许多地区的重要组成部分。这些大型动物不仅数量庞大，在维持生态系统运行方面也是发挥着关键作用。但是今天，显然，它们已经从探险路线的大部分区域消失，或者数量远低于历史水平。物种的减少，往往一是意味着动物本身的损失，也会影响捕食关系、植被结构以及生态系统的稳定性。研究人员因此更关注生态群落整体功能的变化，而不光是物种名单的增减。

为了获得标准化的数据，密苏里大学团队将在森林中布设15台红外触发相机。这些相机彼此间隔至少200米，可以连续数月自动拍摄经过的动物。据介绍，项目期间预计将产生数以万计的照片。研究人员首先会利用人工智能系统对照片进行初步分类和物种识别，随后再交给专业人员去核查，以保证数据准确性。所有经过整理的数据最终都将公开共享，供全球科研人员使用。

一场跨越220年的生态调查

事实上，这项研究并非从零开始。它建立在史密森学会长期运行的“Snapshot USA”项目基础之上。多年来，该项目持续利用自动相机监测美国各州的哺乳动物群落，积累了大规模数据集，并逐渐扩展到了欧洲和南美洲。研究人员借助这些数据，可以分析城市化、土地利用变化等因素对野生动物分布的影响。

对于生态学学科建设来讲，这种跨越两个世纪的比较，本身就是一场极其珍贵的实验。在密苏里大学发布的新闻稿中还提到，学生在项目中承担了大量实际工作。从野外布设设备、维护相机，到整理数据和识别物种，许多本科生、研究生都会直接参与到研究过程里面。一些学生还会进一步开展数据分析和论文写作，并成为相关科研成果的共同作者、发的这些论文将成为他们未来职业生涯中的早期奠基。所以说，基于这样的项目，对于年轻科研人员来讲，这番野外调查实践，也是他们参与国家尺度生态研究的重要机会。

过去两个世纪，人类活动以前所未有的速度改变着自然环境。许多生态变化发生得十分缓慢，以至于单靠个人观察很难察觉。而像刘易斯和克拉克这样的历史记录，则为科学家提供了一把跨越时间的“标尺”。哪些生态功能已经丧失，哪些物种正在恢复？人类又该如何在不断变化的环境中保护生物多样性和生态系统韧性？当现代监测技术、人工智能和全国性的科研网络与200多年前的探险日志相遇时，或许，人们终将首次在如此大的时间尺度上重新审视美国生态系统的变迁。

▲上图：著名西部画家查尔斯·马里昂·罗素（Charles Marion Russell）于1912年创作的油画，生动再现了刘易斯与克拉克远征队在1805年与萨利希族印第安人（Salish Indians）历史性会面的场景。这幅画作呈现了两百年前美国西部未受现代工业干扰的原生态景观。如今，科研人员正通过历史文献与现代科技的跨时空对比，重新评估这条历史路线上两百年来的生态环境变迁。图源：公域

220年前的珍贵本底资料记录

在1804年~1806年的远征中，刘易斯与克拉克率领探险队横跨北美大陆，留下了极为珍贵的自然历史记录。根据美国国家公园管理局（NPS）及相关研究资料统计，探险队在考察过程中首次为欧美自然科学界系统描述了178种植物、122种动物，包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类，总计约300个物种。这些记录后来成为研究19世纪初北美生态环境的重要历史资料。

探险队留下的大量日志、地图和科学记录，如今主要收藏于美国哲学学会等机构。在查阅资料的过程中，海潮天下（Marine Biodiversity）小编发现，许多原始手稿和数字化馆藏图像的使用受到授权限制、得花钱购买，所以很遗憾，本文不能直接引用相关图片资料。不过，我们可以大概用文字讲一下。

在动物学方面，刘易斯与克拉克首次为科学界系统记录了许多北美西部具有代表性的物种，包括灰狼、灰熊、美洲狮、黑尾土拨鼠、叉角羚、大角羊、郊狼以及割喉鳟等。探险日志详细里面，描述了这些动物的形态特征、分布范围以及行为习性，为后来北美动物学的发展提供了重要基础。日志中还多次提到规模庞大的野牛群。在当时的大平原地区，美洲野牛数量极其丰富，其壮观景象与今天人们所见的状况形成了鲜明对比。

在植物学方面，刘易斯沿途采集、并压制了大量植物标本，同时记录了许多植物的生境特征、形态特征以及当地原住民对其药用、食用或其他用途的知识。其中包括苦根草、俄勒冈葡萄等后来广为人知的北美西部植物。虽然部分标本在运输和保存过程中受损或遗失，但，仍有约230余份原始植物标本保存至今，分布于美国多个植物标本馆和科研机构，这些跨越两个多世纪保存下来的实物标本，为科学家研究北美生态系统的长期变化提供了难得的历史参照。

从今天的视角回望，刘易斯与克拉克远征是一场地理探索活动，也是一项具有里程碑意义的自然史调查。他们留下的动植物记录、标本和观察笔记，为后世保存了一幅19世纪初北美生态系统的珍贵图景，使研究人员能够在两个多世纪后的今天，对物种分布、生物多样性变化以及生态系统演变进行跨时代比较。

思考题·举一而反三

【思考题】照例，举一而反三，我们来思考几个小问题（没标准答案，仅供激发好奇、启发思考）。Bold、不妥之处请读者见谅~

Q1: 上面提到，该项目联合了55家机构，并将海量红外相机数据用AI预处理后完全向全球科学家公开，同时让大量本科生和研究生在野外维护、物种鉴定和数据管理中承担核心角色。若是开拓一下思路，反观我们的一些大型科研项目，是不是有点“数据各家自扫门前雪”、不同研究机构之间数据壁垒高筑了？我们的科学观测网络，在保证科研严谨性、安全性的同时，有没有可能，建立起这类高度开放、流程标准化、且能全方位培养下一代科研人才的社会化“众包”机制？那么可能客观上，研究生发文毕业就没那么痛苦了，耿同学也不用那么忙乎讲故事了。

Q2：其实我国的历史文献非常丰富，有世界上最连续、最悠久的地方志和自然观测历史文献，从《诗经》中的物候记载到明清地方志的生物分布，其时间跨度和细节密度远超北美区区两百年的生态历史记录。有没有可能，这些珍贵的历史定性记录，变成面向现代生态学、历史生物地理学的标准化数字化转化？能否建立起一套统一的、能够与现代红外相机及高光谱遥感数据进行高精度交叉比对的历史生态学数据库，去激活中国独特的“时间尺度优势”？

Q3：其实，目前全球变化生物学研究极度依赖近几十年来基于台站、遥感和红外相机的微观数据，这种“时间截点”式的观测容易让科研人员可能会陷入类似“基线移位综合征”（可能不太恰当，但凑合一下，小编暂找不到更好的词），误将已经被人类高度改造的生态系统视为自然常态。有没有可能，发展出一套标准化的“历史数据定量化与解译协议”（Historical Data Quantification Protocols），将古代定性描述转化为可用于生态学模型的空间显式数据呢？（案例参见：《保护湿地50年，我们可能从一开始就搞错了方向》）

Q4：曾经晚清有一个传教士、汉学家韩伯禄（Pierre Heude），还曾主持的震旦博物馆（上海自然博物馆前身之一），积累了大量的历史物种标本与手绘鸟图，北疆博物院也有许多。有没有可能，从手绘图谱中的“型标本采集位点”，重构长江中下游两百年来的“历史物种空间显式分布模型”（SDM）？能否利用地理信息系统（GIS）和历史地理学方法，将韩伯禄主导制作的图谱中记录的采集位点（如当年的上海徐家汇湿地、南京周边荒野）进行现代空间坐标纠正与数字化转译？对比密苏里大学对刘易斯足迹的复查研究，我国科研界能否以韩伯禄的历史图谱、震旦博物馆等馆藏标本为功能基准，结合近二十年来沿海潮间带的生态观测数据，开展一项针对长江口湿地鸟类群落的“功能多样性时空演变研究”呢？……brainstorm仅供参考。

【部分参考资料】
https://showme.missouri.edu/2026/mizzou-helps-smithsonian-map-more-than-200-years-of-natures-progress/
https://lewisandclarkjournals.unl.edu/
https://www.neh.gov/project/journals-lewis-and-clark-expedition
https://www.nps.gov/lecl/learn/nature/plants.htm

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信息源 | 密苏里大学, Lewis and Clark Trail Resurvey等多源

文 | 朱潇潇（主文）+Linda（思考题）

指导老师 | 海潮君

排版 | 卢晓雨

时间 | 2026年6月

欢迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn

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