給鳥戴腳環、小旗,科學家如何花式追蹤研究候鳥?
隨着秋意漸濃,我們迎來了 10 月 12 日——國際候鳥日。這是一個旨在提高公衆對候鳥保護意識的日子,也是我們反思人類與自然和諧共存的重要時刻。
候鳥,這些自然界的旅行者,以其驚人的遷徙能力,跨越千山萬水,連接着地球上的各個角落。它們的故事,不僅是自然界中最爲壯觀的景象之一,還是一部生存的史詩。
追蹤手段出現前
候鳥遷徙問題撲朔迷離
新疆有野生鳥類約 500 種,佔中國鳥類三分之一。其中,至少有 70% 的種類屬於候鳥。然而,由於新疆位於亞洲中部,天山北部地區特殊的地理位置,受高山和沙漠阻隔,鳥類遷徙的方向卻撲朔迷離,一直以來都是學術界爭議的焦點。
之前,研究人員曾提出了三種觀點:
1、南北路線:遷往印度沿海地區越冬的爲南北路線,如幾種大雁、灰鶴、蓑羽鶴、紅嘴鷗等;
2、偏西路線:在歐洲南部、地中海或非洲越冬的偏西路線,如黃爪隼、波斑鴇、棕藪鴝、普通雨燕等;
3、偏東路線:在東南亞或澳大利亞越冬的偏東路線 ,如蒙古沙鴴、翻石鷸、杓鷸、三趾鷸等。
若不是科技進步,跟蹤手段的提高,遷徙問題依然莫衷一是。後文將對不同的候鳥追蹤手段進行介紹,展現研究人員對新疆北部候鳥遷徙的研究歷程。
四十年前,就開始採用環志
與衛星跟蹤技術
環志是指爲候鳥戴上標記的一種研究方法,最早是捕捉鳥類並給它們帶上刻有字母的金屬環或彩色塑料環,後來也採用佩戴無線電追蹤器,進行衛星跟蹤。
環志是研究鳥類季節性遷徙的重要手段之一,同時也是研究鳥類區系、繁殖生態學、形態分類學等的有效方法。
早在四十年前,新疆農業大學的周永恆教授等在烏魯木齊平原林場和昌吉園藝場分別對樓燕 41 只、家燕 5 只、荒漠伯勞 6 只、紫翅椋鳥 6 只進行環志。之後,筆者與其他研究人員在沙雅對黑鸛進行了環志。
1997 年~1999 年,“中國-阿聯酋項目組”利用衛星跟蹤技術首次揭示了波斑鴇東西方向遷徙的過程。2000 年,全國鳥類環志中心在富蘊環志猛禽 19 只。
2001 年 8 月,在新疆阿勒泰、吐魯番的 8 個環志地點進行了秋季鳥類環志工作,環志鳥類 233 只,約 33 種,多以鶯亞科和鶇亞科的種類爲主,其中新疆歌鴝等 17 種鳥類均屬於中國首次環志種類,佔環志種數的 53%。
2003 年 6~8 月,筆者與香港觀鳥會的一些研究人員在新疆阿勒泰、吐魯番、塔里木河流域、崑崙山、帕米爾高原、天山、古爾班通古特沙漠等地 17 個環志點進行了夏季鳥類環志工作,這是新疆境內規模較大的一次環志活動。此次環志鳥類 340 只,約 53 種,非雀形目 6 種,佔 11.3%,雀形目 47 種,佔 88.7%。
佩戴了彩色頸圈和太陽能衛星跟蹤器的天鵝(圖片來源:馬鳴 攝)
1976 年~2024 年間,根據回收到的幾十枚鳥環的所屬國家,可以清晰地看出一些鳥類遷徙的軌跡。除了大天鵝和疣鼻天鵝來自俄羅斯、蒙古和哈薩克斯坦等,小天鵝來自北極苔原,其餘均來自印度或幾個中亞國家,證明了南北路線的存在。而中亞地區環志的遺鷗在中國雲南被回收到,則又證明了“偏東路線”的存在。
環志資料以及野外觀察還表明,在新疆北部,8 月對雀形目鳥類的就地重捕率偏低,這說明雀形目鳥類(包括當年出生的幼鳥)已經開始定向遷徙。
此外,利用人造衛星準確跟蹤波斑鴇的結果,也證實了由於局部地區如額爾齊斯河流域、伊犁河流域、塔里木河流域等存在沙漠和高山阻隔,秋季遷徙“鳥流”方向多爲由東向西的假設。經證實,前文所述三條遷徙路線都同時存在。而新疆正好處在三條線路的交匯/交叉區域。
通過環志手段確定了
候鳥遷徙的澳洲路線
在澳洲與亞洲之間往來的候鳥中,鴴鷸類和燕鷗類佔了半數以上。根據 1986 年 10 月 20 日中國與澳大利亞兩國政府之間在堪培拉簽訂的候鳥保護協定,大約 81 種候鳥被納入了共同保護的名單,其中,鷸類 39 種,佔 48%,鷗類 10 種,佔 12%。
1999 年至 2000 年,我們參與了澳大利亞南部維多利亞州鴴鷸類(涉禽)研究小組的鳥類環志工作。四十多年來,維多利亞涉禽小組捕獲和環志的野鳥總數十萬只,其中有數萬只被重捕,約佔 20%。平均每年捕捉鷸類 5600 只~6500 只。
一個小組最多一年捕鳥數達上萬只,環志種類約 42 種,其中鷸類 35 種,鷗類 7 種~9 種,如大鳳頭燕鷗、紅嘴巨鷗、普通燕鷗、白額燕鷗、眼斑白額燕鷗、須浮鷗、白翅浮鷗等。數量最多的是紅頸濱鷸,年捕獲量可達 6000 多隻,佔當年捕鳥數的 63%。
在新疆回收到來自澳洲的三趾鷸,注意腿部的彩旗標(圖片來源:侯翼國 攝)
經證實,這些候鳥每年春秋兩季往來於亞洲北部與澳洲南部之間,途中經過中國,前往北亞或北美繁殖,往返行程爲 12000 ~16000 千米。就連那些體重 20 克左右的濱鷸類也是如此。
採用廉價的彩色旗標觀察水鳥
爲了能在野外直接觀察到水鳥個體,並能知道該個體被環志的地理位置,給水鳥如涉禽和鷗類標記彩環或彩旗成爲研究水鳥遷徙的一種最廉價的手段。爲什麼不用衛星跟蹤器,有兩個原因,一是跟蹤器包括電池太重(超過體重 3%~4%),大部分不適合於小型鳥類;二是單價上萬,很難大批量使用。
近四十年來,澳大利亞開始將足旗廣泛應用於水鳥環志中,併發起對於東亞遷徙在線的水鳥進行跨國性足旗系放計劃,該計劃將東亞遷徙路線上區分爲 34 個不同足旗的配置組合,目前已參與執行的國家和地區有:美國、俄羅斯、韓國、日本、中國大陸、中國香港、中國臺灣、菲律賓、澳大利亞、新西蘭等,與 17 種足旗組合,超過 20 萬隻佩戴有足旗的水鳥飛翔於東亞的遷徙路線上。
在澳大利亞,人們從事鳥類環志的時間並不長,與我國幾乎是同時起步,但成就卻十分顯著。大量來自中國大陸、中國臺灣、中國香港以及日本、蒙古國和俄羅斯北部(西伯利亞及北極苔原地帶)的回收信息準確地勾畫出一幅幅候鳥遷徙的路線圖和驛站分佈圖,通過科研人員與觀鳥者“重捕”(目睹),可以估算出一些野鳥的性成熟年齡和壽命。如大鳳頭燕鷗一般 3 年~4 年後參與繁殖,蠣鷸的壽命至少爲 21 年,黑巾鴴、大濱鷸、斑尾塍鷸、彎嘴濱鷸和紅頸濱鷸等的壽命超過 14 年,翻石鷸和紅腹濱鷸壽命 15.8 年。
根據種羣分佈和數量的年度變化分析種羣間的交換和繁殖力等。在菲利普島(Phillip Island),常常可以見到出生地不同、帶着不同顏色的腳旗的鳳頭燕鷗羣體,它們離開出生地的距離從幾十公里、幾百公里到數千公里不等。在來自北極的紅頸濱鷸種羣中,當年一齡內個體的比例明顯比往年增加或波動,說明了種羣繁殖成功率的變化。
在越冬地及遷徙季節的體重變化(如肥滿度和裸區面積)、換羽程度等都是有價值的研究內容。從 11 月至 3 月大濱鷸和斑尾塍鷸在越冬地的體重平均增加了 35 克~50 克,相當於正常體重 20% 左右。
面對 6 千公里~9 千公里的南半球至北半球遷徙,甚至是南北極間的遷徙(環球旅行),有的小鳥一生的飛行路途相當於地球至月球的距離(約 38 萬千米)。其中依然有許多不解之謎。
來源:科普中國