微小追踪器如何揭开万鸟神秘生活面纱
早在鸟类学家卢卡斯·贝里根利用技术探寻鸟类在全球的迁徙路线以前,他就在自家周边开启了观鸟之旅。
大概 10 岁的时候,只要他在新斯科舍省听到新的鸟鸣,就会去寻找那只鸟。
14 岁时,他前往新斯科舍省西南海岸边上的邦波蒂奇岛的一个偏僻站点,学习给鸟系环的方法。
15 岁时,他在岛上得到了一份季节性的工作,每天早上走鸟类普查路线,还给鸟系环。
上大学时,他没离家多远,在阿卡迪亚大学就读,主修的是生物学。
2016 年,他留在那儿攻读硕士,还使用了一个叫Motus的野生动物追踪系统来研究斯温森画眉的行为,这个系统是 2014 年推出的。
Motus 在拉丁语里意思是运动,它是一个运用自动无线电遥测技术追踪小型飞行动物的国际网络。
实地研究人员给鸟类、蝙蝠,甚至像蜻蜓、蝴蝶这类飞行昆虫身上放置微小的靠太阳能或者电池供电的无线电发射器。
这些标签重量仅有 1/200 盎司,而且只有当标签重量小于任何动物体重的 3%时才会放置,所以不会对动物造成伤害。
从 2014 年起,和 Motus 合作的研究人员已经给近 400 个物种的差不多 50000 只动物贴上了标签。
Motus 在全球 34 个国家安装了超过 2000 个接收装置。
据贝里根讲,接收器的价格在 3000 美元到 15000 美元之间,最远能探测到 9 英里外的动物,不过探测范围取决于地形,因为像山脉这类地貌会形成阻碍。
任何人都能在该系统的仪表板上获取这些数据。
到目前为止,Motus 已经被纳入 200 多项研究中。例如,研究人员利用它发现,安大略省南部只有约 40%的刚会飞的家燕能够存活下来进行迁徙。而且史密森尼的研究人员借助 Motus发现,密歇根州的一些柯特兰莺在交配季节进行了此前未知的长途飞行。随着野生动物追踪系统的扩展,它正在改变人们对鸟类、蝙蝠和昆虫的发现——同时连接研究人员并建立社区。“Motus 基本上不仅是一个科学和技术平台,也是一个推广项目,”贝里根说。“主要目标是成为一个全球研究网络,提供关键信息以帮助保护小型飞行动物。”
贝里根在完成硕士学位后,于 2018 年加入了加拿大鸟类协会,如今是 Motus 大西洋地区的项目协调员和技术专家。
你能跟我讲讲 Motus 的一些最酷的发现吗?
我喜欢查看完整漂亮的个体轨迹,因为通常情况下,对于单个动物,你只会得到几次检测。在查看安大略省的岸燕栖息地网络时,你可以发现,“哦,有些岸燕晚上实际上会去与它们幼崽不同的栖息地,”而且成年燕经常会交替。我们不知道为什么,但它们会四处游荡,在夜间飞行一百多公里到不同的地方。
我们所看到的是一些稀奇古怪的东西。我们差不多将其称作研究的新前沿,因为我们以前从未能够单独观察这些动物的活动。我们只是看到了以前不可能看到的这些行为。
然后,我发现往返迁徙是最有趣的。比如说夜鹰飞到中美洲之后又飞回来。
还有一份在史密森尼的出版物,总结了我参与的一篇论文,研究即将开始迁徙的动物的出发时刻。它表明,在我们研究的许多不同物种中,大多数鸟类在日落后大约一小时的时间窗口内开始迁徙。这跟围绕这个主题的许多理论相符合,因为我们认为鸟类在那个时候校准它们的罗盘,例如观察日落的偏振光。有了 Motus 数据,很容易判断一只鸟何时在飞行,因为当鸟飞行时,标签的信号强度会突然增强。
为什么 Motus 很重要?
我们对鸟类的繁殖地了解很多。我们对鸟类的越冬地了解很多。但我们对迁徙了解不多,不知道鸟类在其生命周期的这个最后前沿阶段在做什么。研究表明,在迁徙期间,死亡率几乎高达 15 倍。[编者注:而这个2024 年的研究表明,在某些物种中可能高达 20 倍。]
我们正处在这个关键阶段,过去 50 年里,北美的鸟类数量减少了三分之一。这时候,气候变化一直在加速,栖息地的丧失也同时在增加。我们真得从昨天就开始,去弄明白迁徙是如何受到影响的。在我们能够说明气候变化如何影响鸟类之前,我们首先需要知道鸟类的行为基线。
Motus 通过允许我们研究这些小动物来帮助做到这一点。这是唯一真正能让我们大规模地对这么多不同种类的物种展开研究的工具。
您提到了有关鸟类数量大幅下降的统计数据,即自 70 年代起,北美鸟类的数量减少了三分之一。
是的,所以问题在于:Motus 如何能被用作一种保护工具?我们现在需要弄清楚导致这些数量下降的原因。我们对很多情况有相当不错的了解,比如人类居住侵占重要栖息地、昆虫数量减少,以及气候变化致使迁徙变得更危险。但我们仍然不太清楚在迁徙过程中那些最关键的影响点在哪里。
我们有相关的理论,但实际上还没有证据。而这正是 Motus 能够发挥很大作用的地方。
我在攻读硕士学位时所研究的一件事,其他人针对不同物种也进行了研究,那就是观察鸟类在遇到迁徙障碍时的决策。当鸟类必须穿越海洋、海湾之类的地方时,就会出现迁徙障碍。如果你观察鸟类到达新斯科舍省南端时的情况,它们有一个选择。它们要么飞越缅因湾继续向南飞,要么向北飞几百公里,走陆路或穿越较短的海洋。我们真的不知道哪些个体选择了哪条路线。我们猜测幼鸟更可能选择更安全的路线,因为它们经验不足,但我们也不确定。
另外一点是:鸟类在城市环境周围的行为是怎样的?它们是避开这些环境还是被其吸引?根据雷达研究,有一些证据表明它们被吸引,但雷达无法让您追踪单个动物。
最后,Motus 被用于的另一个重要应用是观察哪些是动物重要的中途停留地点。这些是动物在迁徙过程中花费最多时间的地方,不一定是在飞行,而是在休息、觅食和寻找庇护所。对于滨鸟来说,这一直是一个重点,观察那些对它们最重要的觅食栖息地——沿海地区。我们也刚刚开始研究鸣禽做出的中途停留决定。鸣禽可能在更广泛的区域中途停留,因为它们的栖息地分布更广,所以要确定对它们最重要的区域要困难得多。
同样,我们可以使用 Motus 来查看鸟类在迁徙路径中最集中时间或最缓慢的地方。当您标记了 5 万只动物时,这就能为您提供大量的数据以供使用。
那么,沿着同样的思路,实时保护决策又如何呢?例如,Motus 能否帮助大城市的建筑物知道何时在夜间关灯,以免干扰候鸟迁徙?
我们目前还未达到这种程度。这无疑是一个已经被探讨过的想法。它类似于在有大量动物迁徙时关闭风力涡轮机的这种想法。如果类似的事情要生效,它最好与其他技术结合使用,比如对个体的卫星跟踪、使用雷达,或者使用跟踪或检测夜间飞行叫声的声学记录单元。
我认为目前,雷达是这类事情的主要应用案例,但所有这些技术仍有很大的改进空间。主要的困难在于模型的整合。这需要花费大量时间,但正在进行中。希望有一天我们能有类似的成果。
您现在拥有34 个国家的 2000 个接收站和 2400 多名合作者。就数量而言,也许甚至到 2030 年,您对该网络的最终目标是什么?
我们预计到 2030 年,这个数字将会翻一番。我们需要做的众多事情之一是弄清楚如何填补网络中的那些主要空缺。目前,我们已经有了很多容易的地方,那里有愿意并准备好提供工作和所需资金来设立站点的人。
现在,我们更多地关注那些更难做到这一点的地区。那是在加拿大北部、诸如落基山脉和安第斯山脉之类的山脉,以及拉丁美洲的诸多地区。还有其他一些我们不太关注的地区,但我们在欧洲和澳大利亚有合作者。在有需要的地方,我们会支持他们,但总体而言,我们的雄心壮志主要集中在美洲。
您是否有下一步打算用 Motus 做的重大举措?
我们想要一个用于海上风力监测的研究工具。鸟类与海上风力涡轮机相互作用的方式目前还不太明晰。
这主要是为了给濒危物种创建碰撞风险模型,评估这些物种在什么地方以及什么时候最为脆弱。比如笛鸻、玫瑰燕鸥、红腹滨鹬。
在这方面已经做了一些工作,我们正在进一步推进。
我们对在加拿大的业务扩张感到十分兴奋。在未来五年内,我们将在加拿大设立 300 个站点,这可是一项艰巨的任务。
过去几年,与加拿大北部的原住民群体合作一直是我的工作重点,旨在帮助社区建立监测其区域内动物的能力。我们还为他们提供了一些有关如何部署标签的培训工具。
对于那些想通过某种方式参与 Motus 的人,您会给出什么样的建议?
我们经常收到人们询问这类事情的请求。肯定有 几种他们能够参与的方式, 这最终取决于他们的技能所在、时间安排以及所能提供的东西。
首先,了解我们能够在哪里设置站点总归是有帮助的。
比如说,我们可能不会在您的物业上或者您告知我们的地方设置站点,不过我们想了解尽可能多的地方,因而我们有不少工作要做。
如果您想通过某种方式参与研究,我们把所有的 Motus 网络划分成协调区域,人们可以和当地协调员取得联系。在 motus.org/collaborative 。
然后是捐赠。设立一个站点是需要资金投入的。如果您想在您所在地区的某个地方设立一个站点,您可以联系当地的合作伙伴并进行捐赠,或者直接向加拿大鸟类协会捐赠,我们会非常乐意把这些资金用于设立站点或者安装更多标签。
Motus 对于学校、博物馆和动物园而言是一个极具价值的工具,能够让它们知晓其所在社区上空有哪些飞过。正因如此,我们已和数个不同的机构展开合作,协助在它们的建筑物上设立站点。并且我们会举办活动,和社区成员探讨他们在鸟类方面的兴趣点,以便我们确保在他们所重视的动物身上安装发射器。任何人都可以在我们的网站上看到有哪些动物飞过。
还有一个教育平台,我们在几年前整合了一些供教师使用的练习,以及一堆教师材料。可以在motus.org/education找到。它介绍了 Motus 的工作原理以及如何将其用于保护的相关不同内容。