2017年的一天，当玛丽亚·斯塔尔回到营地时，狭窄的土路两旁的火焰直冲云霄。当时，她是普林斯顿环境研究所生态学和进化生物学副教授罗伯特·普林格尔研究组的实习生。她在莫桑比克戈龙戈萨国家公园(Gorongosa National Park)一片没有树木的漫滩上度过了一个漫长炎热的下午，观察动物的放牧行为，并为一个大型食草动物对植被生长影响的项目收集粪便样本。
玛丽亚·斯特尔
她在毕业论文中这样描述:“火焰上空不仅散落着灰烬，还有大量飞舞的蝴蝶和逃离火焰的蝗虫。”“时不时会有一只野羚或捻角从草原上窜出来，穿过马路到安全的地方。”
斯塔尔今年毕业于普林斯顿大学，获得了生态学和进化生物学的学位。他回忆道:“我们当时正开车穿过一个可控的火场，距离如此之近让人感到不安。我们的脸上都是煤灰。”
火焰的景象激发了斯塔尔去研究一个最具争议性和最不为人所知的话题——火。斯塔尔特别想知道，戈龙戈萨公园的官员如何控制燃烧，影响大象和角马等食草动物的放牧行为，因为这个生态系统正在从持续15年的莫桑比克内战中恢复。莫桑比克内战于1992年结束。
”这样的经历让我想到Gorongosa火灾集的更广泛的影响,特别是在一个生态系统,还没有达到一个稳定状态,”斯塔尔说,他的论文研究是由贝基科尔文纪念奖从裴和生态学和进化生物学,以及通过一个裴环境学者奖。
“我想设计一个项目，帮助公园了解火灾是如何影响动植物的，”斯塔尔说。“我希望，即使这个项目对戈龙戈萨没有直接的影响，在我引起了人们的注意之后，其他人也会继续研究那里的消防系统。”我真的认为这个项目是人们关注可控燃烧及其生态影响的起点。”
斯塔尔受到戈龙戈萨国家公园大火的启发，开始研究保护中最具争议和鲜为人知的话题之一——火灾。她的工作可以帮助公园管理部门决定在给定时间内燃烧多久和燃烧多少土地。
从新泽西州的松树林到非洲的热带稀树大草原，火灾通过燃烧死去的生物质能、肥沃土壤和为新生物的生长提供空间来补充某些生态系统。但当人们占据了这些栖息地时，火已经被视为生命和财产的祸害。
斯塔尔说，野火让人联想到2019年和2020年席卷澳大利亚的大火。她说:“澳大利亚的大火非常具有破坏性，因为它们燃烧了好几个月。”“一场持续燃烧几天或一周的大火对生态系统非常有好处。”
“很多人认为火灾是一件坏事，但它们是一种古老的东西，很长一段时间以来一直是许多景观的一部分，”普林格尔说，他是斯塔尔的高级论文导师，也是贝聿铭学院的教员。许多非洲大草原靠大火维持。在戈龙戈萨这样正在恢复的热带草原生态系统中，遇到火灾时，找到一个良好的平衡至关重要。”
斯塔尔想知道戈龙戈萨的可控燃烧是如何影响16种动物的放牧行为的。其中14种是反刍动物，它们像牛一样，定期将部分消化的食物反刍，咀嚼后再吞下。它们更喜欢薄膜、高蛋白的植物，比如草。另外两种动物，大象和疣猪，是后肠发酵动物，它们的食物往往更多样化，包括木本植物。
通过她的工作，斯塔尔旨在为公园管理提供指导，比如在给定的时间内多久烧一次和烧多少土地。她的研究重点是公园里正在恢复的食草动物的放牧行为是否受到大片土地被烧毁的影响。斯塔尔在公园里选择了12处每年烧毁一次到过去18年只烧毁一次的地方。她对每个地点的次级地块(48个)进行了植被调查，评估木本生物量(树木和灌木)、新老草和裸地的数量。
之后，斯塔尔重点研究了16种动物:水牛、丛林羚、普通公鹿、红公鹿、羚羊、大象、角羚、黑斑羚、kudu、nyala、奥里比、瑞德羚、黑貂羚、疣猪、水羚和角马。其中14种是反刍动物，也就是说，像牛一样，它们会周期性地将部分消化的食物反刍，咀嚼后再咽下去。这些动物的消化系统提取的植物蛋白最多，但需要的时间较长，所以它们更喜欢薄膜、高蛋白的植物，比如草。
另一方面，大象和疣猪是后肠发酵者，其快速移动系统提取蛋白质的效率较低。后肠发酵者的饮食更多样化，包括木本植物。
斯塔尔使用动作激活相机捕捉到每12个地点的动物，并记录它们逗留多长时间进食。她还将每个地块的粪便数量制成表格，以帮助估算该区域的食草动物出现频率。
斯塔尔发现，体型大小和肠道类型似乎确实会影响食草动物选择食物的质量和数量的程度。她说，她研究的动物倾向于远离最近被烧毁的地区，可能是因为缺乏可用的饲料。
Stahl PEI senior thesis
斯塔尔在戈龙戈萨每个她选择的地点都使用了动作激活相机来捕捉动物的镜头。她记录了动物们在此停留的时间，然后将每个区域的粪便量制成表格，以帮助判断食草动物在该区域的出现频率。
然而，动物的体型和消化策略确实会影响它们最终返回烧伤区域的时间。大型有蹄类动物，如角马、水牛，以及反刍动物，返回燃烧区域的速度要慢得多。大象等后肠发酵动物和小有蹄类动物，如小羚羊和欧里比斯，很快就恢复了在烧焦的土地上放牧。
普林格尔说，斯塔尔的研究为理解火在戈龙戈萨的作用提供了参考。他的团队之前的研究发现，在戈龙戈萨的草食动物数量很低的几十年里，树木覆盖量急剧增加。
普林格尔说:“火可能在恢复栖息地方面扮演重要的角色，这样食草动物就可以恢复。”“玛丽亚所做的是一个有价值的步骤，有助于确定一种控制燃烧机制，以科学准确的方式促进整个生态系统的恢复。”
Pringle说，作为一名研究人员，斯塔尔之所以脱颖而出，是因为她决心花几个小时在实地设计和微调她自己想出的实验。普林格尔说:“特别是对于那些可能以科学为职业方向的学生来说，你想让他们建立自己的想法并实现它。”“这是科学的本质，它不是自然得来的，而是后天习得的技能。
“当我考虑普林斯顿大学毕业论文的价值时，部分是关于最终成果，但主要是关于学习过程，”他继续说。“玛丽亚创作了一件漂亮的作品，它反映了一位年轻科学家的学习过程。”
Stahl(在2019年10月于美国自然历史博物馆举行的保护科学学生会议上展示了她的研究)发现，她研究的动物倾向于远离最近被烧毁的地区，可能是因为缺乏饲料材料。但当动物最终返回时，体型大小和肠道类型会受到影响。小蹄动物和其他动物，如大象，它们的饮食更加多样化，在燃烧的土地上恢复放牧的时间要早得多。
对斯塔尔来说，她研究中最有价值的成果之一就是有机会在野外独立进行研究。毕业后，斯塔尔将在落基山生物实验室与生态学和进化生物学研究生伊恩·米勒一起研究气候变化对植物病原体传播的影响。这项研究得到了佩伊·沃布里奇基金会研究生奖的资助。
“如果说我从罗布身上学到了什么的话，那就是好奇心总是很有帮助的，”斯塔尔说。
“这是我的项目，很多学生可能都说不出来，”她说。“我在普林斯顿大学的第一年毕业后，和罗伯一起在PEI实习，我从未回头。我被在野外工作的乐趣所震撼。这些经历是我在普林斯顿大学生涯中最重要的经历。”
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