華麗細(xì)尾鷯鶯之死夏季熱浪與冬季鳥類死亡率有關(guān)

胡珉琦

全球氣候變化對(duì)野生動(dòng)物生存的影響，一直是生物多樣性研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。

以鳥類為例，對(duì)于生活在溫帶季節(jié)性氣候環(huán)境下的鳥類，冬天的死亡率往往是一年中最高的，寒冷、食物短缺都是重要的影響因素。然而隨著全球變暖，冬季越來越暖和，科學(xué)家預(yù)計(jì)鳥類在冬天的死亡率會(huì)降低，這對(duì)種群維持也許是有利的。

可事實(shí)果真如此嗎？證據(jù)何在？

近日，中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院劉陽教授團(tuán)隊(duì)的特聘研究員呂磊在《科學(xué)·進(jìn)展》發(fā)表了一項(xiàng)研究，闡述了氣候變化與華麗細(xì)尾鷯鶯之死背后的故事。

一份鳥類個(gè)體存活數(shù)據(jù)

想要詳盡地回答暖冬到底能否減少鳥類死亡的疑問，科學(xué)家必須在整個(gè)冬季內(nèi)對(duì)鳥類的不同個(gè)體進(jìn)行由生到死的精確監(jiān)測(cè)，然后像偵探一樣，還原每一只鳥類死亡之前究竟經(jīng)歷了怎樣的氣候事件，從而找出兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示具體的作用機(jī)制。

幸運(yùn)的是，論文第一作者呂磊找到了澳大利亞東南部國(guó)家植物園內(nèi)基于個(gè)體標(biāo)記的華麗細(xì)尾鷯鶯種群動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，那里有長(zhǎng)達(dá)27年、精確到每一周的鳥類個(gè)體存活數(shù)據(jù)。“這樣長(zhǎng)時(shí)間的高頻率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全球很可能獨(dú)此一份。”

然而，科學(xué)家到底是如何來判斷一只鳥的存活狀態(tài)呢？

呂磊告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，過去近30年里，澳大利亞國(guó)立大學(xué)教授Andrew Cockburn和野外工作者Helen Osmond等一共標(biāo)記了1670只華麗細(xì)尾鷯鶯的成鳥，他們把連續(xù)兩周沒有出現(xiàn)在其領(lǐng)域內(nèi)的個(gè)體判定為死亡。其間，每周的個(gè)體存活監(jiān)測(cè)過程幾乎全由Helen一個(gè)人，靠著一雙眼和一副望遠(yuǎn)鏡來完成，很不可思議！

有了這些來之不易的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，呂磊發(fā)現(xiàn)這個(gè)種群在27年間的冬季死亡率幾乎增加了一倍。“可當(dāng)?shù)氐臍鉁孛髅髟谏撸@和過去我們認(rèn)為溫度升高會(huì)降低鳥類冬季死亡率的想法完全相悖。”呂磊想知道，問題究竟出在哪里。

溫差而非平均溫度

“以往研究氣候變化對(duì)野生動(dòng)物存活的影響往往選用平均溫度這個(gè)單一指標(biāo)，但氣溫的作用機(jī)制可能遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。”

于是，呂磊嘗試對(duì)溫度指標(biāo)進(jìn)行了更細(xì)致的分析。在每個(gè)冬季，他以天為單位，獲取了日最低溫（夜間）和日最高溫（白天）。

結(jié)果顯示，真正與鳥類在一周內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)高度相關(guān)的是它死亡那周和前一周較低的夜間溫度，以及倒數(shù)第三周較高的白天溫度。

所以，導(dǎo)致鳥類冬季死亡率不斷上升的原因，其實(shí)是氣候變暖導(dǎo)致的冬季較大幅度降溫的頻率增加了。呂磊說，即使冬季的夜間溫度并沒有變得更冷，但白天的溫度升高也可以導(dǎo)致更多的個(gè)體死亡。

“溫度會(huì)顯著影響個(gè)體的能量代謝狀況。當(dāng)鳥類在冬季突然遭遇一個(gè)暖周，它的日最高代謝率會(huì)迅速下降。可如果此時(shí)緊接著出現(xiàn)了過冷天氣，日最高代謝率卻往往升高得很慢，這就會(huì)導(dǎo)致個(gè)體不能產(chǎn)生足夠的熱量來抵御寒冷，很容易因?yàn)槭囟劳觥！眳卫诮忉尅?/p>

不僅如此，他還以每個(gè)冬季為單位，對(duì)前一個(gè)夏季熱浪的影響進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，夏季熱浪對(duì)之后冬季鳥類死亡率上升也有顯著“貢獻(xiàn)”。

“當(dāng)鳥類經(jīng)歷了持續(xù)高溫的夏天，會(huì)減少個(gè)體覓食的時(shí)間以及增加用于散熱的能量消耗，導(dǎo)致體重下降。可沒有了足夠的脂肪存儲(chǔ)，想要挨過后面的冬季就變得困難重重。”

長(zhǎng)期野外監(jiān)測(cè)

這個(gè)結(jié)論看似簡(jiǎn)單，卻是科學(xué)家第一次用清晰的數(shù)據(jù)闡述了氣候變暖與鳥類死亡率升高之間的關(guān)系和具體作用機(jī)制。在全球變暖的背景下，對(duì)于解釋很多溫帶鳥類種群數(shù)量下降的現(xiàn)象很有價(jià)值。

“華麗細(xì)尾鷯鶯是澳大利亞的標(biāo)志性常見鳥種，可它們的種群數(shù)量卻在過去二三十年里顯著下降，未來也可能會(huì)面臨很高滅絕風(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)了解由人類活動(dòng)引起的環(huán)境變化如何導(dǎo)致生物多樣性喪失，以及預(yù)測(cè)未來全球變化對(duì)生物多樣性的影響，有著很強(qiáng)的指示作用。” 呂磊談道。

他還特別提到，這項(xiàng)研究之所以能夠發(fā)出這樣的警示，得益于Andrew和Helen幾十年如一日的堅(jiān)持野外監(jiān)測(cè)工作，積累了這些珍貴的數(shù)據(jù)。

作為原國(guó)際行為生態(tài)學(xué)會(huì)主席，盡管Andrew建立這一數(shù)據(jù)系統(tǒng)的初衷是研究鳥類的合作繁殖行為，而并非為了探討氣候變化與野生動(dòng)物種群動(dòng)態(tài)的關(guān)系，但正是他奠定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，才讓后來許多的生態(tài)學(xué)研究者，能從中挖掘出許多新興的重要科學(xué)問題，并支撐他們找到答案。

“這再次告訴我們，要正視基于個(gè)體的長(zhǎng)期野外監(jiān)測(cè)的重要價(jià)值。”呂磊強(qiáng)調(diào)。

◎ 來源|中國(guó)科學(xué)報(bào)