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

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

以鳥類為例，對于生活在溫帶季節(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)計鳥類在冬天的死亡率會降低，這對種群維持也許是有利的。

可事實果真如此嗎？證據(jù)何在？

近日，中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院劉陽教授團隊的特聘研究員呂磊在《科學(xué)·進展》發(fā)表了一項研究，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)家必須在整個冬季內(nèi)對鳥類的不同個體進行由生到死的精確監(jiān)測，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，揭示具體的作用機制。

幸運的是，論文第一作者呂磊找到了澳大利亞東南部國家植物園內(nèi)基于個體標(biāo)記的華麗細(xì)尾鷯鶯種群動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，那里有長達27年、精確到每一周的鳥類個體存活數(shù)據(jù)。“這樣長時間的高頻率監(jiān)測數(shù)據(jù)全球很可能獨此一份。”

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《中國科學(xué)報》，過去近30年里，澳大利亞國立大學(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)的個體判定為死亡。其間，每周的個體存活監(jiān)測過程幾乎全由Helen一個人，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)測數(shù)據(jù)，呂磊發(fā)現(xiàn)這個種群在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野生動物存活的影響往往選用平均溫度這個單一指標(biāo)，但氣溫的作用機制可能遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。”

于是，呂磊嘗試對溫度指標(biāo)進行了更細(xì)致的分析。在每個冬季，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)致更多的個體死亡。

“溫度會顯著影響個體的能量代謝狀況。當(dāng)鳥類在冬季突然遭遇一個暖周，它的日最高代謝率會迅速下降。可如果此時緊接著出現(xiàn)了過冷天氣，日最高代謝率卻往往升高得很慢，這就會導(dǎo)致個體不能產(chǎn)生足夠的熱量來抵御寒冷，很容易因為失溫而死亡。”呂磊解釋。

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

“當(dāng)鳥類經(jīng)歷了持續(xù)高溫的夏天，會減少個體覓食的時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，想要挨過后面的冬季就變得困難重重。”

長期野外監(jiān)測

這個結(jié)論看似簡單，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)系和具體作用機制。在全球變暖的背景下，對于解釋很多溫帶鳥類種群數(shù)量下降的現(xiàn)象很有價值。

“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，未來也可能會面臨很高滅絕風(fēng)險。這對了解由人類活動引起的環(huán)境變化如何導(dǎo)致生物多樣性喪失，以及預(yù)測未來全球變化對生物多樣性的影響，有著很強的指示作用。” 呂磊談道。

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

作為原國際行為生態(tài)學(xué)會主席，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物種群動態(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，要正視基于個體的長期野外監(jiān)測的重要價值。”呂磊強調(diào)。

◎ 來源|中國科學(xué)報