NATURE 滨鸟因何而亡


滨鸟为什么会灭亡?


研究人员在加拿大北部地区调查了北极熊,蚊子和海鸥令人震惊的灭亡原因。


作者: Margaret Munro

NATURE by 04 January, 2017


在极冷的夏天,保罗·史密斯(Paul Smith)调查滨鸟的北极分布  Malkolm Boothroyd/摄


在加拿大北部的南安普敦岛上,有四个持枪的生物学家快速走下直升机,谨慎扫视视野内是否有北极熊之后,他们穿着防水连靴裤穿过冻原直到哈德逊湾的冰封海岸。


直升机的费用是每小时约2,000美元,但是研究人员在地面只有90分钟去计数在北极圈附近被风侵袭的荒原上繁殖的滨鸟数量。鸟类迁徙同样也要付出代价。红腹滨鹬从热带和远及南半球的地区飞到这里。他们每年都会做这些史诗般的往返旅程,在他们一生的历程中有些飞行比离月球的距离更远。


然而,这些鸟并未战胜他们沿路遇到的威胁。平均而言,1973年以来飞越北美的鸟中,预估有70%的滨鸟数量急降,而在北极繁殖的滨鸟是重灾区。遍布世界的多种滨鸟的数量急速下降促使野生动物保护机构和科学家出来发声:再不采取行动,一些物种将会灭绝。


红腹滨鹬  图片来自:rare.org


虽然大体趋势如此,但造成这种现象的根本原因却尚未清楚。因为滨鸟每年飞行数千公里,在路途中遇到很多威胁,因而很难去确定哪个是最具伤害性的。有证据表明,北极气候环境的快速转变要对此负责,但这只是众多原因之一。其他原因包括沿海开发,北美加勒比海狩猎和农业的转变。如今最大的挑战是确定最亟待解决的问题,然后制定计划,帮助滨鸟恢复数量。


位于渥太华的加拿大国家野生生物研究中心的研究科学家,也曾去南安普东岛调查滨鸟数目锐减原因的生态学家保罗·史密斯(Paul Smith)说,“这个问题本质上是很复杂的,这些鸟在世界各地飞行,所以关键原因可能是途中的任一地方,任一事情。”史密斯领导一个有影响力的小组,负责评估滨鸟如何面对北方生态系统改变这一大难题。


研究人员说,现在比以往更重要的是了解北极气候如何改变滨鸟的繁殖和生存。位于特塞尔的荷兰皇家海洋研究所的生态学家,也是研究红腹滨鹬Calidris canutus)这种在俄罗斯北极地区繁殖的滨鸟数量下降原因的Jan van Gils说:“这是十分紧急的问题,我们要把握现在。”


枪声和煎饼


从岛上的大本营出来,史密斯看起来就像刚走出硅谷的一个技术实验室,除了在他肩上的散弹枪。上午7点之前他一直在运动。到了9点,准备乘坐直升机向北调查滨鸟。下午6点,他在厨房里哼着小调为饥肠辘辘的刚刚结束巢穴调查的人们做晚餐。处理了一个计算机故障后,他进入了睡眠,直到凌晨2点一个好奇的北极熊进入营地时,他才赶紧从睡袋里出来。在用枪警告并阻止北极熊进入大本营后,这也是明早吃煎饼时的谈资,他走出去将污染物放在大腿深的熔池中,以避免污染物对鸟类造成影响。


Dunlins(黑腹滨鹬)是14种经常在南安普东岛繁殖的滨鸟中的一种  Malkolm Boothroyd/摄


史密斯从2000年开始每年来这个名为东湾的地区,当他作为生物专业的学生来到这里帮助建立研究基地,以研究那些我们还知之甚少的滨鸟。但他很快被那些飞越大陆且在开放地区产卵,其中一些比麻雀还小的鸟吸引。雨夹雪在6月并不罕见,7月份的寒风吹在哈德逊湾,雪堆可以持续到8月。


史密斯现在在东湾12平方公里的研究区开展研究,东湾是北极地区运行最长的滨鸟研究营之一。他还是加拿大,美国区域和国际水鸟监测北极项目(北极PRISM)的联合领导人。该项目于2002年开展,向从阿拉斯加到加拿大东部巴芬岛的2000多个地点派遣船员,调查在北美北极地区繁殖的26种滨鸟。史密斯和他的加拿大联合领导人詹尼·劳舍(Jennie Rausch)谈到了中部和东部北极地区,第一轮大规模的PRISM调查已接近完成。


对鸟类和生物学家来说,这是一个短暂而丰富的季节。离树线以北几百公里的东湾地区在六月因十几种滨鸟繁殖和占领领土变得很活跃。其中有从南美洲南端飞来的体型如乌鸫大小般的红腹滨鹬, 一些鸻和鹬,还有在拉丁美洲和南美洲过冬的翻石鹬Arenaria interpres


数据采集:斯图尔特麦肯齐MOTUS卫星跟踪系统。(点击进入原文查看)


通过Motus野生动物监测系统,这个动画地图上展示了红腹滨鹬每年往返北极的数据。红腹滨鹬亚种的成员通常继续迁移到目前Motus野生动物监测只有几个站点的南美洲。


黑腹滨鹬  摄影:薄顺奇


海鸟在北美和欧亚大陆的四条主要飞行路线上向北延伸,同时许多物种都陷入了困境。北美鸟类2016年度报告中显示:美国,加拿大和墨西哥的野生生物机构联合发布滨鸟数量大规模下降程度已超过近40年的数据


东亚---澳大利西亚飞行路线的海岸线和湿地由于发展受到严重损害,因而对物种有更大的威胁。勺嘴鹬(Calidris pygmaee)是“极度濒危”物种根据国际自然保护联盟,其数量可能只有几百只左右。


在好几个大洲,红腹滨鹬都是主要关注点。这个在加拿大北极繁殖的,名为rufa 红腹滨鹬的亚种,自20世纪80年代以来数量下降了75%,如今是加拿大的濒危物种。位于耶洛奈夫(Yellowknife)的加拿大野生生物服务中心的滨鸟生物学家Rausch说“我很担心红腹滨鹬的状况”。花费四个夏天调查长期以来被认为是滨鸟主要繁殖栖息地的地区之后,她还没有找到一个单一的红腹滨鹬的栖息地。


通常认为Rufa红腹滨鹬的主要困难是距离南部超过3000公里。在他们从南美开始的迁徙中,鸟儿在特拉华湾转而以马蹄蟹产的营养丰富的卵为食(Limulus Polyphemus)(见:在北极追踪的问题)。研究表明,螃蟹的过度捕捞导致红腹滨鹬失去急需的“燃料”。


查看在北极追踪的问题


在其他情况下,气候变化可能是主要问题。范吉格斯(Van Gils)在荷兰的团队发现当雪融化早的时候在俄罗斯北极地区繁殖的红腹滨鹬在夏季会产生较小的后代。他怀疑这是营养不良的原因。在温暖的年份里,红腹滨鹬可能错过昆虫的”丰收季”,所以鸟类不会生长得太大。


当那些较小的红腹滨鹬迁移到他们的西非越冬地时,它们遇到更大的问题:因为它们的短嘴巴不能获得深埋的蛤蜊,即他们的首选食物。范吉格斯(van Gils)说“我们发现,较小的个体相比较大的来说,生活时间和生存率都较低”。


范吉格斯(van Gils)说他去年夏天第一次近距离观察了这个红腹滨鹬的北极繁殖地,那时他加入了一个美国团队,研究一个迁徙到阿拉斯加的亚种,那里的雏鸟生长率随着温度的升高而减慢。去年收集的数据仍在分析中,但范吉格斯(van Gils)怀疑是有另外的时间不匹配---雏鸟错过昆虫出现的高峰期。


红腹滨鹬  图片来自:rare.org


史密斯在加拿大的研究站点的研究状况也有较大的改变:海里的冰去年融化的时间比近三十年要早一个多月。但是,谈到东湾滨鸟数量的下降时,史密斯说:“这可能是比气候变化更直接的威胁导致的结果”。


雪雁chen caerulescens)在他的怀疑名单上名列前茅。雁族在北美有过一次数量大爆发,他们严重减少了哈得逊湾沿岸的可以作为百万迁徙滨鸟能量供给站的湿地数量。


雁族也出现在鹬鸟繁殖地区,在那里他们割下鹬鸟用来保护他们位于开阔地带上的巢穴的草。史密斯说:“也许更具威胁的是,雁族吸引狐狸和其他捕食者捕食滨鸟蛋和雏鸟。


南安普敦岛是估测这些影响的理想地点,因为岛上现在大约有一百万的筑巢雪雁。一个与史密斯在附近的科茨岛运营相似,不到一小时的型号为“双水獭飞机”的飞行路程的研究据点,为估量影响提供了一个可控因素,因为岛上没有雪雁繁殖地。


隐藏的巢


   6月下旬的一天,生物学家丽萨肯尼迪(Lisa Kennedy)在调查东湾研究站点,提醒大家说“走路时要小心。” 碰到较大的岩石可能会压坏散布满斑点的鸻科鸟类的蛋。她当时是加拿大彼得伯勒特伦特大学的博士生,正带一个六人的研究小组梳理该地区的鸟巢情况。


   年轻的生物学家通过鸟类的轮廓,叫声和行为迅速识别它们。他们同时发现北极熊看起来好像无处不在,这就是为什么去任何地方,即使只是去屋外都要携带猎枪的原因。


   生物学家为了找到并观测鸟巢,每天徒步10-15公里穿过苔原和融化的冰池。他们也花很多时间躺在潮湿的地面上等他们暗中观测的滨鸟回巢。有时可能需要几天才能找到隐藏良好的巢穴—有些是鸟类在地上所筑的圆形杯状巢穴; 也有由草,苔藓和奇怪的羽毛放在一起做成的巢。


研究人员给鸟类环志

图片:Malkolm Boothroyd

       

   研究人员称量成鸟及鸟蛋,并测量相关数据,同时对巢进行监视。科学家给鸟类带上“首饰”- 腿部带上金属环,珍珠大小的纳米标签带粘在鸟的羽毛的背面。肯尼迪(Kennedy)一边在一只半蹼鴴上放置纳米标签,等待“疯狂胶”凝固,一边向我们说道“粘的时候需要小心,不要让自己粘到”。


   放飞鸟后,标签上的发状天线发射可由在营地的客舱顶部的接收站拾取的电子脉冲。这是一个包含大约300个接收塔,遍布美洲的运动跟踪系统的一部分。这个运动系统的纳米标签重量小于0.3克-最小的滨鸟和他们的雏鸟都可以携带。当鸟在不超过接收站15公里的范围内,都可以接收到信号。


苔原地带准备迁徙的幼鸟 摄影:慕童


   在他的电脑上,史密斯看到红腹滨鹬在三天内从美国海岸的特拉华湾飞越3000多公里去往北极。他说“他们遇到塔的时候就会叮,叮,叮。”

   

   在整个动物王国中,滨鸟的迁徙是最长的。一个带有B95环志的红腹滨鹬往返于南美洲和北极的南端已超过20年


   史密斯团队在北极使用的纳米标签正在帮助填充关于“超长马拉松”迁徙的细节。在2014年,史密斯和他的同事发现红腹滨鹬在哈德逊湾沿岸一个以前未知的地点停下来供给食物


对于红腹滨鹬,没有其他的出路---他们早已经在世界的北边缘。


   纳米标签应用在繁殖地也很有价值,因为他们能够帮助史密斯的团队监测成鸟在巢穴上花费的时间,以及雏鸟在觅食过程中前行的距离 - 其中两个变量受到雁族的影响。筑巢的滨鸟会起飞保卫他们的巢穴免受觅食的雁的伤害,他们身后的蛋和雏鸟容易受到狐狸和掠食性鸟类的伤害


   今年,滨鸟天敌吃了东湾研究区大半的滨鸟蛋,296个中只有20个蛋成功孵化。在科茨岛上没有雪雁的活动区内,则有一半以上的蛋成功孵化。史密斯说,在南安普敦岛上的滨鸟繁殖成功率太低,数量不能再维持本种群的需要。

   

   这项研究再次引起人们对北美洲雁族数量爆发的关注。雁族过去冬季在路易斯安那州和德克萨斯州的沿海沼泽地,现在在美国南部和中西部农田的剩余农作物过冬。在春天,则飞往北极繁衍。


   纽约市美国自然历史博物馆的种群生物学家和生态学家罗伯特•洛克威尔说:“雁群难以置信的数量爆发” 雁群的数量从20世纪60年代的150万增加到现在据他估计有2000万之多。他曾在哈德逊湾拉彼鲁兹湾的海岸上和他的同事们开展了数十年的监测项目,在那里他们首次揭示了雁族如何破坏郁郁葱葱的草地和湿地,并令其不适于植物和动物,如滨鸟的生存。后续的工作表明,雁族对环境造成的长期伤害减少了在其他一些地方的植物,昆虫和鸟类的生物多样性

   

   雁群是否是滨鸟数量下降的主要因素仍不清楚。洛克威尔(Rockwell)说,雁群对滨鸟有多大的影响仍旧是一个关键问题,并赞扬史密斯的团队努力探索这个问题。


颜色相近的石头和苔藓让鸟巢辨认很困难

图片:Malkolm Boothroyd

       

为飞行而战

   来自美国弗吉尼亚福尔斯彻奇的美国渔农署滨类保育计划的国家水鸟协调员布拉德·安德烈斯(Brad Andres)说:“我们需要了解不同的威胁和干扰是如何影响水鸟生存的 – 包括加拿大北极的雪雁,阿拉斯加和俄罗斯昆虫的丰富度,或是由热带和中纬度地区沿海发展导致的中转地的被破坏。研究人员正在建立模型以找出最大的威胁,并帮助管理者制定最有效的保护行动。安德烈斯(Brad Andres)说“但是这是一个缺乏数据的系统,所以,在我们有足够信息的来源之前,这是很难做到的。”


   范吉尔斯(Van Gils)同样强调了急需找到数量下降的原因。考虑到北极持续变暖,他预计这一现象将不断恶化。范吉尔斯(Van Gils)说“对于红腹滨鹬,没有其他的出路 -他们已经在世界的北边缘。” 他预计许多红腹滨鹬的亚种的种群数量因为变暖和食物短缺,将在未来50年内崩溃


   现在,滨鸟回到了阳光明媚的南部地区,在越冬地常常与游客,虾农和猎人共享的海滩和湿地。劳斯和史密斯(Rausch和Smith)挂起高筒涉水靴,回到他们的办公桌。正制定营地和飞行的计划,他们明年六月将在在北极再次追赶滨鸟。


   首先要做的一项是在哈德逊湾西北部的查尔斯王子岛派遣一个鸟巢搜寻小组,在20世纪90年代进行最后一次测量时岛上充满生机勃勃的滨鸟。劳斯和史密斯(Rausch和Smith)乘飞机到后,看到了预料之外的物种。史密斯说:“这个岛上充满了正在繁殖的雁族。”

Nature 541,16–20 ( 05 January 2017)

doi:10.1038/541016a


翻译:葛海燕

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