來自三大洲的地理學家和生態學家小組對南極洲的帝企鵝進行了前所未有的觀察。該團隊使用來自地球上方 450 公里衛星的超高解析度 (VHR) 影像,首次完成了對整個物種的總數統計。他們發現帝企鵝數量驚人,達到 595,000 只,幾乎是之前研究的兩倍,並且他們統計了 46 個棲息地,高於之前的總數 38 個。他們的研究結果於今日發表在《PLoS One》雜誌上。
該研究的作者之一,英國南極調查局的地理學家彼得·弗雷特韋爾說:“我們對結果感到非常驚訝。” 2009 年,弗雷特韋爾的團隊與明尼蘇達大學極地地理空間中心 (PGC)、斯克裡普斯海洋研究所和澳大利亞南極局合作,拍攝了帝企鵝在 9 月至 12 月繁殖季節的衛星影像。他們使用銳化技術(一種常用於提高地圖質量的影像編輯方法)調整了影像,以區分成年企鵝、它們的糞便和陰影,這些細節曾使早期調查該物種的努力受挫。他們以地面計數為參考,開發了一種演算法來識別影像中哪些畫素代表企鵝,而不是周圍環境,並對成千上萬只鳥類進行了計數。
之前的測量方法依賴於地面計數或飛機調查,這需要科學家觀察和計數一群企鵝,然後估計總數。後一種方法可能成本高昂,而前一種方法則充滿挑戰。帝企鵝棲息地聚集了數千只企鵝,這些動物聚集在氣溫徘徊在零下 50 攝氏度的地區。許多棲息地位置陸地或海上都無法到達。
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PGC 的生態學家和研究員米歇爾·拉魯也是一位合著者,她說:“實際上沒有其他方法可以做到這一點。海冰範圍太廣,而且太危險了。我認為這可能是唯一經濟有效的方法。”
隨著人類試圖確定氣候變化對各種物種的影響,監測棲息在兩極地區的動物變得越來越重要。來自美國和俄羅斯多家機構的科學家啟動了一項基於飛機的白令海冰封海豹調查,以評估海冰減少對其的影響。
拉魯正在進行類似的衛星專案,以研究南極洲的威德爾海豹,紐約州石溪大學的生物學家希瑟·林奇正在使用衛星成像技術研究白色大陸上的鳳頭企鵝和刷尾企鵝。衛星研究與生活在冰上的深色物種特別匹配,因為這種動物在白色背景上很容易被發現。拉魯還觀察到,鑑於衛星相機的高解析度,其他型別的調查(例如沙漠或稀樹草原的調查)也是可能的。為了說明衛星成像的強度,她解釋說,儘管是從地球上方數百公里處讀取的,但影像中的單個畫素代表一個 61 釐米 x 61 釐米的區域,或一個與成年男子肩膀寬度相當的區域。
雖然帝企鵝的環境可能對人類來說過於惡劣,但這種不會飛的鳥類卻非常適應其家園。惡劣的景觀確保了最小的競爭和捕食,而且水域富含美味的海洋生物。然而,企鵝正面臨新的危險。它們繁殖的海冰是最容易受到氣候變化影響的棲息地之一。
去年,弗雷特韋爾和特拉坦與英國斯科特極地研究所的伯納德·斯通豪斯共同宣佈,1948 年首次發現的一個帝企鵝棲息地已經消失。它與其他棲息地的距離、逐漸減少的種群以及該地區創紀錄的海冰損失表明,該棲息地的崩潰與氣溫上升有關。該案例說明了為什麼需要定期對世界企鵝種群進行衛星成像,以便科學家能夠監測這些因地球變暖而變得脆弱的物種。