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當貓頭鷹熱暈在城市街頭……

2022/08/27
導(dǎo)讀
“熱暈鳥” 背后的生態(tài)危機
    8.27
知識分子The Intellectual

張嘴呼吸散熱的金雕 | 圖源[4]


 導(dǎo)  讀

2022年，我國經(jīng)歷了1961年有完整記錄以來最強的區(qū)域性高溫事件。不僅人類勞動者因高溫戶外作業(yè)飽受熱射病的威脅，野生動物也面臨著極端高溫帶來的生存危機。

近日來，有多個新聞報道野生鳥類因中暑墜落。由于野生動物通常會選擇回避人類，被發(fā)現(xiàn)并救治的 “熱暈鳥” 其實只是這場生態(tài)危機的冰山一角。


撰文 | 吳蕾責編 | 馮灝

 ●                  　●                   　●


今年夏天，中國大部分地區(qū)酷暑異常。不久前，在南京的一個小區(qū)里，一只貓頭鷹由于中暑，在喝水時失足墜入了水缸。次日，另有兩只貓頭鷹也因為中暑從樹上墜落。由于三只貓頭鷹都出現(xiàn)在相同的地方，且其中有一只雛鳥，人們推測這是一家三口“整整齊齊”地中暑了。無獨有偶，8月一位志愿者在巡江時看到，一只黑耳鳶也在飛行過程中中暑墜江。幸好發(fā)現(xiàn)得早，上述猛禽都得到了及時且專業(yè)的救助。

8月17日，國家氣候中心發(fā)布稱，從今年6月13日開始的區(qū)域性高溫事件綜合強度已達到1961年有完整氣象觀測記錄以來最強 [1]。面對極端的高溫天氣，不僅人類正蒙受著熱射病的威脅，家禽家畜、野生動物也在這個蒸籠里無處可逃。今年三月以來，印度迎來了122年以來最熱的高溫天氣。街上的瀝青路在高溫中融化，還有許多脫水昏厥或死亡的小鳥從天而降  [2]?！霸谶^去的三年里，我們每天接收25-30只鳥?，F(xiàn)在這個數(shù)字已經(jīng)增加到每天90-100只?！?印度一家動物醫(yī)院的工作人員桑杰·帕特爾說 [3]，“在從艾哈邁達巴德市收治的病例中，脫水是主要原因?！?/span>

極端的高溫天氣、持續(xù)喪失的棲息地、頻繁的人類活動…… 全球變暖的大趨勢下，各種生態(tài)因素相互結(jié)合，為野生鳥類出了一道又一道生存難題。


1

全球變暖威脅鳥類生存和繁殖
鳥類的體溫比人類高得多。鳥類的平均體溫約為40℃ [5]，在一些特殊情況下，非雀形目鳥類的體溫可達到42-44°C，而雀形目鳥類可達44-45°C [6]。分布于巴拿馬熱帶低地的雜色食籽雀（Sporophila aurita）體溫可達47.0°C [7]。但是，鳥類并不像人類一樣能夠出汗，利用蒸發(fā)失水帶走熱量。

圖1 張嘴呼吸散熱的栗啄木鳥 | 張凱/攝

另一方面，雛鳥比成鳥更難耐受環(huán)境溫度的波動。雛鳥剛剛破殼時，恒溫機制還沒有建立完全，體溫會隨環(huán)境變化 [9]。另外，鳥類大多喜歡在樹木高處筑巢。熱浪席卷下，巢中的幼鳥不僅忍受著高溫，還常常暴露在陽光直射下 [10]。它們既沒有辦法飛到更涼爽的地方，也沒有羽毛來協(xié)助調(diào)節(jié)體溫。因此，忍受不了高溫環(huán)境的雛鳥只剩下一個選擇——跳出巢穴 [11]。這樣無異于飲鴆止渴：孤立無援的幼鳥一旦離開巢穴，不僅可能會受傷，還將處于更大的被捕食風險中。2021年，創(chuàng)紀錄的熱浪在美國西海岸造成數(shù)十人死亡，也對該地區(qū)的鳥類種群造成了嚴重的影響。去年6月的最后一周，美國西海岸的氣溫高達46.7℃，數(shù)十只幼鳥從巢中跳出來躲避高溫；據(jù)波特蘭奧杜邦協(xié)會統(tǒng)計，野生動物護理中心也在一周之內(nèi)收治了100只鷹 [10]。

既然城市有 “熱島效應(yīng)” 的影響，搬到遠離人類的郊區(qū)甚至森林避暑會不會是一種選擇？然而，今年的一項研究表明，森林中的雛鳥可能比城市中的雛鳥更容易死于極端高溫 [12,13]。通過對來自兩個城市和兩個森林大山雀種群進行觀察，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)炎熱天氣對其體重和生存的負面影響在森林中明顯強于在城市地區(qū) [13]?！俺鞘欣锏姆N群可能已經(jīng)適應(yīng)或正在適應(yīng)一些環(huán)境變化?！?此研究的作者，匈牙利潘諾尼亞大學(xué)的 Ivett Pipoly 博士說 [12]，“它們生活在城市熱島中，有更多經(jīng)驗來應(yīng)對氣候危機帶來的影響?！?/strong>

森林尚且如此，更不用說那些分布于沙漠地區(qū)的鳥類了。一位長期從事鳥類代謝產(chǎn)熱與環(huán)境適應(yīng)研究的專家表示，高溫環(huán)境下，恒溫動物（鳥類和哺乳類）應(yīng)對的最主要機制就是利用水分蒸發(fā)散熱。“就像我們夏天喜歡喝碳酸飲料，一個關(guān)鍵的原因就是呼氣的時候會帶走熱量?！?隨著氣溫上升，沙漠鳥類需要更多水分來散熱（即降溫成本增加），但沙漠也在因蒸發(fā)量加大和降水量減少而變得更為干旱 [14]。在2019年發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》的文章中，研究人員模擬了美國莫哈維沙漠中鳥類的降溫成本，發(fā)現(xiàn)鳥類物種數(shù)量與氣候原因?qū)е碌男杷砍守撓嚓P(guān)關(guān)系  [15]。


圖2 降溫成本（即通過蒸發(fā)降溫的需水量）與鳥類種群下降的關(guān)聯(lián)。A）過去一個世紀，環(huán)境溫度升高了1.5℃，降溫成本的增加與體重正相關(guān)；B）食肉和食蟲鳥類的數(shù)目（紫色）比植食性和雜食性鳥類（藍色）的種群更易受到降溫成本增加的影響；C）假設(shè)環(huán)境溫度升高1℃，為了抵消降溫成本的增加，鳥類需要多捕食食草性蝽（綠色）、甲蟲（黃色）和蚱蜢（紅色）的數(shù)目。 | 圖源[15]

自20世紀以來，美國的莫哈維沙漠平均喪失了43%的鳥類物種。氣候變化，特別是長期的降水量下降，是最主要的驅(qū)動因素 [16]。研究人員模擬發(fā)現(xiàn)，氣候變化導(dǎo)致降溫成本增加了18.8%，體型最大的物種的降溫成本比體型最小的物種增加了42倍 [15]。食肉和食蟲鳥類主要通過食物來獲取水分，很少喝地表水，因而也受到了更大的威脅。而且，體型會放大對食物的需求。為了抵消降溫成本的增加，大型鳥類需要的獵物比小型鳥類多了大約7倍；降溫成本增加了30%，則意味著大型鳥類每天必須多捕捉60到70只蟲子才能生存下去 [14,15]。

氣候變化驅(qū)動的干旱地區(qū)物種滅絕已經(jīng)成為一個全球性的難題。通過對非洲卡拉哈里沙漠的黃嘴犀鳥（Tockus leucomelas）進行長達10年的檢測，研究人員發(fā)現(xiàn)對比前3個繁殖季（2008-2011年）和后3個繁殖季（2016-2019年），巢箱的利用率從52%下降到12%，巢成功率（孵出雛鳥的巢次所占比例）從58%下降到17%，平均每次繁殖雛鳥數(shù)量從1.1下降到0.4 [17]。


2

高溫改變了鳥類的行為
全球變暖不僅直接威脅了鳥類的生存，也影響了它們的行為。

候鳥每年有兩次重大的遷徙：春季從越冬地飛往繁殖地，秋季從繁殖地飛往越冬地。氣候變化下，升高的氣溫、變化的植被和極端的天氣條件，會導(dǎo)致它們的棲息地改變，進而帶來種群數(shù)量下降和遷徙模式改變 [18]。研究人員收集了美國芝加哥市自20世紀70年代以來撞擊建筑而死亡的候鳥，發(fā)現(xiàn)春季遷徙的時間提前了約5天，而秋季遷徙則是時間范圍更大了 [19]。“在秋季遷徙中，最早的候鳥現(xiàn)在離開繁殖地的時間也更早，但較晚的候鳥離開的時間比40年前更晚?！?美國阿巴拉契亞州立大學(xué)助理教授、這項研究的主要作者 Marketa Zimova 說，“因此，秋季遷徙的時間范圍延長了約17天 [20]。”

圖3 田鷚的東西向遷徙路線和歐洲的觀測記錄 | 圖源[21]

通常而言，鳥類的遷徙路線是南北向的，但去年的一篇文章報道了東西向的遷徙路線，并指出氣候變暖可能在建立新的遷徙路線方面發(fā)揮了作用 [21,22]。田鷚（Anthus richardi）通常在西伯利亞繁殖，在南亞越冬，但近年來卻成為了西歐秋冬季的?？?[22]。研究人員在2019年至2020年冬季標記了法國的7只田鷚個體；第二年冬天重新捕獲了其中的三只。通過分析1961年至1990年和1990年至2018年歐洲的天氣模式，他們發(fā)現(xiàn)歐洲南部的部分地區(qū)的氣候比過去更適合鳥類過冬；南亞地區(qū)的城市化也可能是導(dǎo)致遷徙路線改變的原因之一 [21]。

除了遷徙行為，鳥類的婚配行為也在發(fā)生改變。很多鳥類是一夫一妻制的，且大多都對配偶十分忠誠。信天翁是一夫一妻制的典范，它們的壽命長達數(shù)十年，通常終生與相同的伙伴維持著繁殖關(guān)系。如此一來，配偶之間能更為默契地合作，在育雛方面更有優(yōu)勢。但是如果繁殖不成功（比如產(chǎn)下的蛋沒有成功孵化出小鳥），信天翁也可能會與伴侶 “離婚”，尋找新的配偶 [23]。去年11月發(fā)表在《皇家學(xué)會會刊 B：生物科學(xué)》上的文章指出，全球變暖導(dǎo)致信天翁的離婚率上升 [24]。2004年至2019年，研究人員在南大西洋?？颂m群島上收集了424只雌性黑眉信天翁（Thalassarche melanophris）近2900次的繁殖記錄。他們發(fā)現(xiàn)，在水溫高于正常水平的年份，信天翁的離婚率從平時的不到4%上升到近8% [24]。

圖4 信天翁的離婚率與水溫變化正相關(guān)。a. 離婚率隨年份的變化情況；b. 離婚率與海溫異常（sea surface temperature anomalies，SSTA）呈正相關(guān) | 圖源 [24]


對一夫一妻制的生物來說，離婚是一種用來糾正伴侶關(guān)系的策略，目的是為了獲得更好的繁殖機會 [24]。研究人員推測，海水變暖導(dǎo)致食物減少，會使得信天翁需要花更多的時間停留在海上，返回棲息地繁殖的時間會進一步推遲；如果一對信天翁在不同的時間返回繁殖地，它們可能就會因為 “異地” 而離婚。另一種可能性是惡劣的環(huán)境使得鳥類體內(nèi)的壓力相關(guān)激素升高，但信天翁卻誤以為自己的壓力來源于身邊的配偶，因而 “感情破裂”。荷蘭生態(tài)研究所的進化生態(tài)學(xué)家安蒂卡·庫利納（Antica Culina）表示，這種誤會可能會使離婚成為一種錯誤的選擇 [23]?！叭绻粋€種群進行繁殖的伴侶數(shù)量非常少，可能會產(chǎn)生更嚴重的影響?！?研究第一作者、葡萄牙里斯本大學(xué)的保護生物學(xué)家弗朗西斯科·文圖拉說 [23]。


3

在熱浪中求生

快速的氣候變化帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，那么鳥類又在如何應(yīng)對呢？

生態(tài)學(xué)中經(jīng)典的貝格曼定律和艾倫定律分別指出了體型大小、附屬物（比如四肢、鳥喙）大小與環(huán)境溫度相關(guān)。因此全球變暖也將導(dǎo)致體型的改變。

貝格曼定律指出，生活在寒冷地區(qū)的恒溫動物體型一般更大。更大的體型，意味著更小的比表面積，因而可以減少體內(nèi)熱量的散失。因此反過來講，在全球變暖的背景下，恒溫動物的體型可能減小以增加散熱效率。美國密歇根大學(xué)與菲爾德自然史博物館的研究人員分析了52種北美候鳥的70716號標本，發(fā)現(xiàn)1978-2016年間夏季氣溫不斷增加的同時，鳥類的體重減小了2.6% [25]。但是，體型的小型化需要多代演化才能發(fā)生，無法與快速變暖的環(huán)境相適應(yīng)；而且為了維持基本的生存，動物的體型也不可能無限地縮小。在前述莫哈維沙漠鳥類的研究中，科學(xué)家估計在未來氣候情境下，沙漠鳥類的需水量將增加50-78%；如果通過減小體重來抵消影響，則體重平均需要減少36-52% [15]。論文第一作者、美國加州大學(xué)伯克利分校博士后 Eric Riddell 表示：“這不可能發(fā)生，這種體型（對于鳥類來說）太小了 [14]?！?/span>

圖5 達爾文雀（a. Geospiza fortis；b. Geospiza fuliginosa）的熱成像照片。顏色從深到淺表示溫度從15℃到40℃ | 圖源[26]


艾倫定律指出，生活在寒冷地區(qū)的物種，四肢等突出的部分更短。與貝格曼定律相似，更短小的附屬物（例如四肢）能減少熱量的散失。當環(huán)境溫度持續(xù)升高，生物也可以通過加大突出的部分來增加散熱。鳥喙裸露于體表，是重要的熱交換器官。也有很多研究發(fā)現(xiàn)鳥喙的面積在近年來呈現(xiàn)增加趨勢。自1871年以來，澳大利亞的鸚鵡喙的表面積平均增加了4%到10%，且與平均夏季溫度相關(guān) [27]。在北美，極端溫度和暗眼燈草鹀（Junco hyemalis）的喙大小之間存在聯(lián)系 [28]。“形態(tài)變化并不意味著動物能夠適應(yīng)氣候變化?！?澳大利亞迪肯大學(xué)的鳥類研究員莎拉·萊丁指出，“這只意味著它們正在進化以生存下去——但我們都不確定這些變形的其他生態(tài)后果，或者實際上是不是所有物種都有能力改變并存活 [29]。”

無論是體型的小型化還是形態(tài)的變化，這些特征都需要經(jīng)歷多代的自然選擇才能在群體中發(fā)揮作用。具有更高可塑性的生理和行為改變，是動物適應(yīng)氣候變化的權(quán)宜之計。

“環(huán)境溫度高了以后，鳥類的體重和代謝率都會降低，關(guān)鍵的產(chǎn)熱器官也會發(fā)生變化。例如溫度升高后，白頭鵯的肝臟、腎臟重量會下降?！?專家表示，生理上的一些適應(yīng)特征在動物中是相通的?！氨热缣鞜岬臅r候人會感覺到吃不進去飯，即減少能量攝入；另外，到了夏天，人會更喜歡吃一些低能量的食物，如蔬菜和水果。相反，冬天的時候，人們會喜歡吃大魚大肉之類的高能量食物。同時，身體會儲存更多的皮下脂肪，一方面是增加能量儲備，另一方面也是增加隔熱性能，有利于保暖?？偨Y(jié)來說，就是冬天多吃、夏天少吃，冬天吃好的、高能量的，而夏天則相反?！?/strong>

行為調(diào)節(jié)也十分重要。為了應(yīng)對高溫天氣，大多數(shù)動物都采取了一些自然進化出來的特征，例如躲避到陰涼處、出汗、呼吸散熱等。那么鳥類是否也可能發(fā)揮自己的想象力，利用人類的設(shè)施來消暑呢？答案是肯定的。

泡澡降溫是最常見的形式，一方面可以利用水分蒸發(fā)帶走熱量，另外也可以保持身體的清潔。城市中的迷你池塘和水景也成了鳥類消暑的泡澡圣地。印度的一個觀鳥組織就在呼吁，當氣候變得干旱缺水時，人們可以在陽臺和花園里放一些盛水的碗，這將為野鳥提供很大的幫助 [3]?！霸谔鞖庋谉岬臅r候，有時候會看到白頭鵯在水面上粘一下再飛起來，這種行為其實也是鳥類在利用蒸發(fā)失水降溫。” 

圖6 讓鳥兒泡澡的迷你池塘 | 圖源[30]
除此以外，也有鳥類發(fā)現(xiàn)了人類避暑的關(guān)鍵——空調(diào)。美國亞利桑那州大學(xué)的生物學(xué)家凱文·麥格勞（Kevin McGraw）經(jīng)?？吹睫k公室門外的有一些情侶鸚鵡流連忘返：“大概有十多年的時間，在炎熱的夏天，學(xué)生們似乎都會在回到學(xué)校時敲我的門，說，‘嘿，你看到窗戶和通風口上的那些情侶鸚鵡了嗎 [31]?’”


圖7 酷暑難耐下，桃面情侶鸚鵡站在通風口吹空調(diào) | 圖源[32]

桃面情侶鸚鵡（Agapornis roseicollis）原本分布于非洲西南部，可能在35年前因貿(mào)易引入亞利桑那州鳳凰城，并且在此生息繁衍。鳳凰城是北美最熱的城市，夏季室外溫度經(jīng)常超過40°C，而這些鸚鵡們也學(xué)會了聚集于建筑的通風口，享受空調(diào)帶來的絲絲清涼 [32]。

在炎熱的天氣下，很多鳥類會減少覓食活動，但攝食不足也會影響它們的生存能力。城市環(huán)境里豐富的食物資源可能緩解了這種矛盾。例如，在南非開普敦城市中，雖然天氣炎熱的時候紅翅椋鳥（Onychognathus morio）覓食時間減少，它們依然能夠保持恒定的食物攝入量和體重  [33]。

通過泡澡、躲避高溫環(huán)境、減少覓食等行為，鳥類可以在一定程度上應(yīng)對氣溫變暖帶來的負面影響——但行為調(diào)節(jié)終究有其局限性。例如，盡管澳大利亞東南部的褐背小鹟（Microeca fascinans）可通過躲在樹蔭或洞穴里避開高溫，但當氣溫達到破紀錄的49°C時，研究種群的死亡率高達29% [34]。


4

好心人的正確打開方式

隨著高溫的持續(xù)，鳥類的生存依然將會面臨極大的挑戰(zhàn)。作為普通人，如果路遇 “熱暈了” 的野生鳥類，又該如何采取措施呢？

“建議裝進扎洞的紙盒里，帶到通風陰涼處，然后馬上聯(lián)系救助站。”一位野鳥救助的專業(yè)人士告訴《知識分子》，“鳥類本身體溫更高、心跳更快，很難將中暑與其他情況（例如撞到了玻璃）區(qū)分開。舉例子來說，有一些小鳥，比如麻雀，在路邊呆呆地站著，看到人也不會飛走。此時如果給它喂一點清水，放在紙盒子里邊緩一緩，可能一會兒它就緩過來飛走了。這種情況可能和中暑有關(guān)，但是也不排除它是撞在玻璃或其他物體上，撞暈了?！?/span>

不過并不是每個地區(qū)都有就近的救助站；在網(wǎng)絡(luò)上也有很多人發(fā)短視頻，講自己救治野鳥的日常生活?！艾F(xiàn)在國內(nèi)各個地方的情況差異比較大，一般來說應(yīng)該先找當?shù)氐囊吧鷦游锞戎?，或者交到就近的派出所，由派出所與林業(yè)部門溝通?！?nbsp;前述專業(yè)人士指出，基本現(xiàn)在所有的野生動物都受法律保護，所以個人不能帶回家自己救治并飼養(yǎng)，“一方面是法律層面的問題，個人飼養(yǎng)說不清楚是救來的還是買來的；另外，動物救治也需要一定的專業(yè)知識。野生動物救助工作上還有很長的路要走?！?/span>

致謝：感謝中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所錢文峰研究員為本文提供學(xué)術(shù)指導(dǎo)。

 參考文獻：（上下滑動可瀏覽）

1. 國家氣候中心：當前我國高溫熱浪事件達61年來最強. Available from: http://news.china.com.cn/2022-08/17/content_78376313.htm.

2. 印度遭遇百年最強熱浪，上百人死亡，什么原因引起的？. Available from: https://baijiahao.baidu.com/s?id=1736669235578937317&wfr=spider&for=pc.

3. Amid heatwave, 'exhausted' birds falling from sky in India.

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制版編輯 | 姜絲鴨


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