研究气候对海鸟影响的新成果
(一)探索气候变暖对帝企鹅生存的影响
1.研究气候变暖影响帝企鹅繁殖的新发现
发现气候变暖使南极帝企鹅遭遇繁殖危机。[63] 2019年4月25日,英国剑桥南极调查局遥感专家彼得·弗雷特维尔和英国南极考察队企鹅生态学家菲尔·德兰珊等人组成的一个研究小组,在《南极科学》杂志网络版上发表研究成果称,南极洲极具魅力的帝企鹅被认为特别容易受到气候变化的影响,因为变暖的海水正在融化它们生存和繁殖所需的海冰。威德尔海哈雷湾是帝企鹅的第二大聚居地,可如今已被放弃,因为三年来,在那里繁殖的企鹅几乎没有孵化出任何新的雏鸟。
研究人员指出,尽管这一结果不能直接归咎于气候变化,但它对这种最大的企鹅物种来说绝对是一个不祥的征兆。
通常情况下,帝企鹅在寻找配偶、繁殖后代和养育幼仔的过程中,需要常年保持固态的海冰。对于哈雷湾聚居地的帝企鹅来说,这一需求如今已成为一个关键问题。从2015年开始,那里的海冰已被由强烈厄尔尼诺引发的风暴所破坏。厄尔尼诺是一种太平洋周期性变暖的现象,它改变了全球的气候模式。
为了摸清帝企鹅种群的生存状况,弗雷特维尔对2009年至2018年的高分辨率卫星图像进行分析。这些图像展现了企鹅个体以及群体的情况。根据他的估计,在这段时间里,这个帝企鹅种群里有14000只到25000只成年个体和雏鸟。然而,他发现,自2016年以来,几乎没有看到小企鹅诞生,他认为这是帝企鹅“前所未有”的繁殖失败时期。
不过,此类繁殖失败本身可能不会对该物种产生长期影响。美国西雅图华盛顿大学企鹅生态学家伊·布尔斯马指出:“由于有些帝企鹅个体的寿命超过了30年,因此这些企鹅应该还有其他的繁殖机会。”
之前栖息在哈雷湾的许多企鹅,似乎正在迁往位于55公里外的另一个企鹅聚居地。随着哈雷湾企鹅数量的减少,那里的企鹅数量增加了10倍。
帝企鹅是企鹅家族中个体最大的物种,一般身高在90厘米以上,最大可达到120厘米,体重可达50千克。其形态特征是脖子底下有一片橙黄色羽毛,向下逐渐变淡,耳朵后部最深,全身色泽协调。颈部为淡黄色,耳朵的羽毛鲜黄橘色,腹部乳白色,背部及鳍状肢则是黑色,鸟喙的下方是鲜桔色。帝企鹅在南极严寒的冬季冰上繁殖后代,雌企鹅每次产1枚蛋,雄企鹅孵蛋。雄帝企鹅双腿和腹部下方之间有一块布满血管的紫色皮肤的育儿袋,能让蛋在环境温度低达零下40℃的低温中保持在舒适的36℃。
帝企鹅是群居性动物。每当恶劣的气候来临,它们会挤在一起防风御寒。它们可以潜入水底150米至500米,最深的潜水记录甚至可达565米。帝企鹅主要以甲壳类动物为食,偶尔也捕食小鱼和乌贼。它们是唯一一种在南极洲的冬季进行繁殖的企鹅,在南极以及周围岛屿都有分布。
2.研究气候变暖影响帝企鹅幼鸟哺育的新发现
南极海冰融化将给帝企鹅幼鸟带来灭顶之灾。[64]2023年8月24日,英国《通讯·地球与环境》杂志刊载的一篇论文指出,随着全球气候变暖,南极海冰面积去年创下历史新低,直接威胁到南极许多物种的生存,海冰提早融化将给帝企鹅幼鸟带来灭顶之灾。
帝企鹅主要分布在南极大陆及周边岛屿,以鱼虾为食,在南极大陆海岸线以内、状态稳定的海冰上筑巢和哺育幼鸟。它们通常在5月至6月间产卵。孵化后,雏鸟会在当年12月至来年1月前后褪去绒毛,长出防水的成羽,学习游泳、觅食等基本技能,独立生活。然而,2022年,这片区域海冰破裂时间比往年早得多,部分地区的海冰甚至到11月就已完全融化。
研究人员表示,一旦海冰提前融化破裂,雏鸟可能会掉进水里淹死,或者随浮冰漂走,因得不到哺育而饿死。据观测,在2022年年底,有4个帝企鹅群落的幼鸟很可能因海冰提早融化而全军覆没。
有关专家表示,帝企鹅繁育失败后,可能会在来年另觅他处,整个群落或许过一两年就能恢复过来。然而,越来越多的证据表明,由于全球变暖导致海冰减少,帝企鹅的生存机会正变得越来越小。
3.研究气候变暖影响帝企鹅种群生存的新发现
气候变暖可能会导致帝企鹅种群走向灭绝。[65] 2019年11月,美国伍兹霍尔所海鸟生态学家斯蒂芬妮·杰努夫里尔主持的研究小组,在《全球变化生物学》杂志上发表论文称,他们研究发现,如果不及时采取行动遏制气候变暖的趋势,现存企鹅家族中体形最大的成员帝企鹅种群将在本世纪末灭绝。
杰努夫里尔表示,她所在研究所结合两种计算机模型对帝企鹅未来生存状态的研究显示,如果不采取行动遏制全球变暖的趋势,预计到2100年,南极洲的帝企鹅数量将减少86%,届时帝企鹅的数量将不太可能回升,该物种将走向灭绝。
帝企鹅主要分布在南极大陆及周边岛屿,以鱼虾为食。它们的命运与海冰息息相关:帝企鹅的栖息地,既要在南极大陆海岸线以内的海冰上,又必须靠近海洋以便获得食物。它们繁育后代也需要稳定的海冰,从帝企鹅宝宝每年4月诞生到12月长出羽毛,海冰不能破裂。然而,随着全球气候的不断变暖,南极海冰将逐渐消失,帝企鹅也将随之失去栖息地、食物来源和孵化后代的能力。
伍兹霍尔所的两个计算机模型,第一个是由美国全国大气研究中心创建的全球气候模型,该模型预测了在不同气候情景下海冰将在何时何地形成。第二个是企鹅种群本身的模型,它计算海冰变化如何影响帝企鹅的生命周期、繁殖和死亡。
研究人员设置了3种场景,分别是未来全球气温升高1.5℃(《巴黎协定》设定的目标)、2℃,以及不采取行动阻止全球变暖情况下的5℃~6℃。在第一种场景,到2100年,5%的海冰会消失,帝企鹅群落数量将减少19%。在第二种场景,海冰消失量会大幅增加,几乎是原来的3倍,届时超过三分之一的现有帝企鹅栖息地将消失。而在第三种场景,不采取行动任由全球变暖的情况下,帝企鹅种群将失去几乎所有栖息地,走向灭绝。
(二)探索气候变暖对其他海鸟生存的影响
1.研究气候变暖影响海鸟信天翁的新发现
全球变暖致使海鸟信天翁“离婚率”上升。[66] 2021年11月,葡萄牙里斯本大学生物保护学家弗朗西斯科·文图拉主持的一个研究小组,在《英国皇家学会会刊B辑》上发表论文称,超过90%的鸟类是一夫一妻制,且大部分都对伴侣忠贞不二。其中,海鸟信天翁更是典型代表。信天翁夫妇很少分开,年复一年地和同一个伴侣在一起。但此次却发现,信天翁“离婚率”上升了,全球变暖可能是罪魁祸首。
为了找出环境是否对信天翁的“离婚率”有直接影响,研究人员分析了从2004年到2019年15年间,生活在福兰克群岛上的15500对野生黑眉信天翁的繁殖情况。他们发现,在信天翁的早期“婚姻生活”阶段,繁殖失败仍是“离婚”的主要因素。那些没有成功孵化雏鸟的信天翁与伴侣分离的可能性,是成功孵化出雏鸟的5倍多。
研究人员称,在海水水温较高的年份,位于南大西洋福克兰群岛的信天翁的“离婚率”,从平均不到4%上升至近8%。这是首次有证据表明,环境因素会影响野生鸟类的“婚姻”,而不仅仅是繁殖失败的原因。
文图拉提出两个可能的原因:一是变暖的海水,迫使鸟类狩猎时间更长并飞得更远。如果鸟类在繁殖季节未能返回,它们的伴侣可能会寻找“新人”;二是当水温升高且环境更恶劣时,信天翁的压力荷尔蒙上升,这会影响配偶的选择。
研究人员认为,这一结果表明,由于人类活动导致气候变化,使信天翁和其他一夫一妻制动物的“离婚率”更高。
信天翁可以存活数十年,有时会在海洋中花费很长时间寻找食物,然后返回陆地进行繁殖。与伴侣在一起,有助于抚养它们的孩子。文图拉表示,这种稳定性在动态的海洋环境中尤为重要。
如果繁殖不成功,许多鸟类,主要是雌性鸟类,会离开它们的伴侣,到别处寻找更好的“未来”。在条件更困难的年份,鸟类繁殖更有可能失败,并在接下来的几年里对“离婚率”产生连锁反应。
2.研究气候变暖影响北极候鸟的新发现
发现全球变暖正在导致北极候鸟体型缩小。[67]2016年5月12日,荷兰、澳大利亚、法国、波兰和俄罗斯等国鸟类专家组成的一个国际研究团队,在《科学》杂志上发表论文称,随着气候变暖,在北极繁殖的一种叫做红腹滨鹬的候鸟体型正在日益变小。这是全球变暖对北极地区动物产生影响的一个代表性现象,值得人们关注。
研究指出,体型缩小对红腹滨鹬不是一个好消息。这种可连续飞行5000公里的小鸟会跨越半个地球到热带过冬,但届时可能会因它们的喙变短吃不到深埋在沙滩中的食物而死亡。
红腹滨鹬繁殖于环北极地区,属长距离迁徙鸟类,每年秋天从北极飞到西非等地的热带沿海地区过冬,每年春天又飞回北极繁殖,中国的渤海湾等地是它们的中途停歇地。原本,红腹滨鹬飞到北极正是这里冰雪开始融化之时,昆虫的数量最为丰富,而昆虫是红腹滨鹬幼鸟的主要食物。
该研究团队分析了卫星图片后发现,过去33年来,红腹滨鹬繁殖地的冰雪融化时间提前约两个星期,这意味着红腹滨鹬的孵化期与昆虫的繁盛期错开了约两个星期,其结果就是,在北极暖和年份所生的红腹滨鹬因食物不足而体形缩小。
由于这些红腹滨鹬的喙都比较短,当它们飞回西非过冬时,就吃不到深埋热带沙滩之下的双壳类软体动物,只能以海草等为食。因此,这些红腹滨鹬在第一年的存活率,只有体型较大红腹滨鹬的一半左右。
研究人员认为,由于短喙不利于红腹滨鹬生存,这些候鸟最终可能进化成身体较小但有着长喙的模样。他们还据此提出,未来在北极繁殖的动物发生身体大小与外形的变化,可能是一个普遍现象,从而可能对它们的种群数量产生负面影响,这是一个亟须关注的情况。
3.研究气候变暖影响海岸筑巢鸟类的新发现
气候变暖使海平面上升可能导致海岸筑巢鸟类灭绝。[68]2017年6月,澳大利亚国立大学网站报道,该校生物学博士利亚姆·贝利领导的一个研究团队,对一种名为欧亚蛎鹬的海岸筑巢鸟类跟踪研究20年后发现,气候变暖使海平面上升,以及由此造成的潮汐洪水频发,可能使全球范围内海岸筑巢鸟类面临灭绝危险。
欧亚蛎鹬是一种主要分布在欧洲至西伯利亚地区的鸟类,它南方越冬,平时栖息在海岸、沼泽、河口三角洲等地,在海滨沙砾中筑巢,退潮后在泥沙中搜索食物。
贝利认为,随着气候变暖及海平面上升,全球范围内潮汐洪水的发生将更加频繁,严重威胁着以海岸为栖息地的鸟类生存状况,一个主要原因是这些鸟类对环境变化缺少调适能力。他进一步解释说,这一结果是通过对欧亚蛎鹬跟踪研究发现的。这种鸟生活在潮汐洪水泛滥的地区,即使巢穴被洪水破坏,它们也不会提高筑巢的海拔,可能是因为高海拔存在有威胁的捕食者,那里的植被种类也不适合它们生存。
据贝利介绍,其他几项国际同行的研究也印证了同样的结果。例如,据另一个国际团队预测,海平面上升及洪水事件增多,可能导致栖息在美国沿海的尖嘴沙鹀在20年内灭绝。
贝利说:“越来越多的研究都表明了海岸鸟类的脆弱性,我们的研究是其中一部分,这些物种未来需要额外的保护和关注。”该研究团队希望通过研究,帮助这些鸟类找到免受洪水威胁的方法。