科學家從鳥類環志百年中學到了什麼

豐富的資料檔案揭示了鳥類的秘密生活

Laysan albatross

信天翁“智慧”是世界上已知最古老的野生鳥類,於1956年首次被環志。

格雷格·喬德

那是1902年。史密森尼學會的軟體動物研究員保羅·巴奇想知道,水生鳥類是否會將他正在研究的水生蝸牛從一個水體傳播到另一個水體。為了找出答案,他需要追蹤鳥類的活動。巴奇制定了一個計劃。他將輕質鋁環固定在23只幼年黑冠夜鷺的腿上,環上刻有年份、序列號和一個史密森尼學會的退回地址,這些幼鷺是他沿著華盛頓特區郊外的阿納卡斯蒂亞河捕獲的。然後巴奇等待著關於被環志鳥類的新聞——它們在哪裡被發現,它們的命運如何。

只有23只蒼鷺中的一隻被報告給他。這隻鳥在被環志後不久就被射殺了,但它的重新發現揭示了這種生物在此期間的目的地:這隻蒼鷺出現在馬里蘭州阿賓頓,位於巴奇環志它的地方東北55英里處。儘管最初的見解很有限,但巴奇獲得見解的方法是革命性的:他剛剛成為北美第一個系統地為科學研究而環志鳥類的人。

第二年,巴奇為更多的蒼鷺配備了連續編號的環,其他研究人員也開始在北美其他地方環志其他種類的鳥類。1920年,聯邦鳥類環志辦公室在美國成立。如今被稱為美國地質調查局鳥類環志實驗室,它與其加拿大 counterpart 合作運營北美鳥類環志計劃,該計劃管理著超過7700萬份存檔環志記錄和超過500萬份過去100年中與環志鳥類相遇的記錄。該計劃每年向美國和加拿大的環志員傳送約100萬個環,並向其資料庫新增約10萬份新的相遇報告。鳥類也可以配備輔助標記,如彩色環或衛星發射器。世界各地的研究人員使用這些資料來監測留鳥和候鳥。


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環志研究已經闡明瞭北美洲900多種鳥類(從猛禽到水禽,從海鳥到鳴禽)的隱秘生活。華盛頓州沿海地區的一項遊隼監測專案發現,除了在空中捕獵外,這種強大的捕食者——地球上速度最快的物種——實際上相當頻繁地以腐肉為食。在 Midway Atoll,一隻名叫“智慧”的雌性萊桑信天翁,於1956年首次被環志,最近在2020年11月被目擊到正在孵化一枚新蛋,這有助於表明海鳥的壽命和繁殖時間比以前認為的要長得多。

在許多情況下,環志資料已經識別出瀕危物種和種群,併為旨在保護鳥類的管理策略的制定提供了資訊。據鳥類環志實驗室負責人安東尼奧·塞利斯-穆裡略稱,美洲鶴是一種引人注目的五英尺高的鳥類,羽毛雪白,原產於北美洲,是環志工作取得輝煌成功的案例之一。在20世紀40年代,該物種正處於滅絕的邊緣。由於對其肉和華麗羽毛的無管制狩獵,以及它們棲息的溼地的喪失,其最後倖存的種群已經減少到僅剩16只。今天,經過五十年的人工圈養繁殖和對環志鶴的仔細監測,野生的美洲鶴共有四個種群,總共超過660只。該物種仍然瀕危,但正朝著正確的方向發展。

塞利斯-穆裡略說,近年來,使用環志資料的科學家們已經將他們的重點轉向不僅拯救鳥類,而且拯救它們的棲息地。例如,環志研究已經確定了先前未知的 Atlantic 亞種美洲鴴(一種沙色的海濱鳥類,沿著水邊奔跑,以蠕蟲和其他無脊椎動物為食)的主要越冬地。大約三分之一的亞種(在大西洋沿岸繁殖)在巴哈馬群島的一組被稱為 Joulter Cays 的島嶼上度過冬季。這一發現有助於該地區在2015年被指定為國家公園。

鳥類環志一直依賴於業餘科學家——從接受嚴格培訓以捕捉和環志鳥類的志願者,到報告這些鳥類目擊事件的人們。鳥類環志實驗室的生物學家丹尼·拜斯特拉克說,傳統上,人類與環志鳥類的大多數相遇都發生在獵人和水禽之間。事實上,環志資料的主要應用之一是制定獵人法規,以幫助維持可持續的獵鳥種群。

但這種模式正在發生變化。塞利斯-穆裡略說,狩獵正在減少,而觀鳥和攝影正在興起。這一趨勢可能為疫情陰霾帶來一線光明。他預測,在我們如此多的人在這些孤獨的時期開始觀鳥的情況下,環志鳥類的目擊事件將會激增,這些目擊事件可以在 www.reportband.gov* 上報告。由此產生的資料將有助於新的鳥類及其棲息地研究起飛。

過去幾十年

自1920年以來,鳥類環志實驗室一直在整理鳥類環志記錄。1959年,一場火災損壞了許多記錄,這有助於推動向電子記錄儲存的轉變。出於實際原因,當今大多數研究專案都處理數字化記錄,從1960年後首次環志或重新遇到的鳥類開始。在這裡,我們展示了數字化資料的核心鳥類:從1960年到2016年,共有70,593,588條環志記錄和4,134,060條重新相遇記錄。

鳴謝:揚·威廉·圖爾普(圖表)和莉茲·瓦希德(鳥類插圖);來源:Allbirds CD,從美國地質調查局鳥類環志實驗室獲得,2020年7月;馬里蘭州勞雷爾 Patuxent 野生動物研究中心。(資料

遷徙中

長期的環志記錄可以顯示鳥類種群、行為和環境隨時間的變化。反過來,這些資訊可以為如何保護動物及其棲息地提供決策依據。在這裡,我們按地點和季節繪製了數字化環志資料,揭示了從1960年到2016年,在每個時空點環志的鳥類的相對數量和多樣性。

Four maps highlight diversity of species and number of birds banded by location in North America during each season

鳴謝:揚·威廉·圖爾普(地圖)和莉茲·瓦希德(鳥類插圖);來源:Allbirds CD,從美國地質調查局鳥類環志實驗室獲得,2020年7月;馬里蘭州勞雷爾 Patuxent 野生動物研究中心。(資料

*編者注(2021年2月17日):此句子在釋出後進行了修訂,以更正報告環志鳥類目擊事件的網址。

凱特·王是一位屢獲殊榮的科學作家,也是大眾科學專注於進化、生態學、人類學、考古學、古生物學和動物行為的高階編輯。她對人類起源著迷,並對此進行了超過25年的報道。最近她變得痴迷於鳥類。她的報道帶她去了法國和克羅埃西亞的洞穴,那裡曾經是尼安德特人的家園,去了肯亞圖爾卡納湖的岸邊尋找世界上最古老的石器,去了馬達加斯加進行挖掘古代哺乳動物和恐龍的探險,去了南極洲冰冷的水域,那裡座頭鯨以磷蝦為食,並在康涅狄格州周圍進行了一場“Big Day”比賽,在24小時內儘可能多地找到鳥類物種。凱特是與唐納德·約翰遜合著的露西的遺產:尋找人類起源的作者之一。她擁有密歇根大學生物人類學和動物學學士學位。在 X (前身為 Twitter) 上關注王 @katewong

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揚·威廉·圖爾普是一位來自荷蘭的獨立資料體驗設計師。他為各種客戶設計創意資料視覺化。您可以在 http://tulpinteractive.com. 找到他的作品。

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莉茲·瓦希德是一位科學插畫家,專注於野生動物保護和鳥類學。您可以在 OrnithArt.com 找到她的網站。

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大眾科學 Magazine Vol 324 Issue 3本文最初以“鳥類環志百年”為標題發表在 大眾科學雜誌 第324卷第3期 (), p. 52
doi:10.1038/scientificamerican0321-52
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