我們能否阻止帝王企鵝(我們近代煤礦中的金絲雀)從遊行走向滅絕?

為什麼帝企鵝會滅絕
企鵝皇帝在南極洲。 斯蒂芬妮·耶諾維耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

一個概念 煤礦裡的金絲雀 這種敏感的物種可以發出危險警報,起源於英國的礦工,他們通過1980中期將真正的金絲雀運送到地下,以檢測是否存在致命的一氧化碳氣體。 今天,另一隻鳥皇帝企鵝(Emperor Penguin)就燃燒化石燃料的行星效應發出了類似的警告。

作為一個 海鳥生態學家,我開發了數學模型來理解和預測 海鳥如何應對環境變化。 我的研究整合了許多科學領域,包括 氣候學家,以提高我們預測氣候變化未來生態後果的能力。

最近,我與同事一起將有關帝王企鵝生活史的知識結合起來 氣候情景 在2015中概述 巴黎協定,以應對氣候變化並適應其影響。 我們想了解氣候變化如何影響這個標誌性物種,其獲獎生活獨特的生活方式在獲獎電影“企鵝的遊行

我們的 新近發表的研究報告 研究發現,如果氣候變化以目前的速度繼續下去,由於南極海冰的流失,帝企鵝可能在2100年之前消失。 但是,更積極的全球氣候政策可能會阻止企鵝的滅絕。

為什麼帝企鵝會走向滅絕
帝企鵝在南極洲阿特利的海冰上繁殖。
斯蒂芬妮·耶諾維耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

地球大氣中的二氧化碳

許多科學報告表明,人類活動正在增加地球大氣中的二氧化碳濃度, 地球變暖。 如今,大氣中的CO2含量略高於百萬分之410,這遠高於地球經歷過的 數百萬年.

如果這種趨勢持續下去,科學家預測,大氣中的CO2可能達到950的百萬分之2100。 這些條件會產生 一個截然不同的世界 從今天開始。


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帝企鵝是 生活指標 其人口趨勢可以說明這些變化的後果。 儘管它們在遠離人類文明的南極洲發現,但它們在瞬息萬變的環境中生活得如此微妙,它們已成為現代的金絲雀。

與海冰有關的命運

我花了近20年的時間研究帝企鵝對《帝企鵝》的獨特改編 他們海冰之家的惡劣條件。 每年,南極洲周圍的海洋表面在冬天結冰,在夏天融化。 企鵝將冰作為繁殖,取食和蛻皮的基地,在南半球冬季形成海冰後,企鵝於三月或四月從海水到達殖民地。

為什麼帝企鵝會走向滅絕
54已知南極洲周圍的帝企鵝殖民地(黑點)和海冰蓋(藍色)。
斯蒂芬妮·耶諾維耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

五月中旬,雌性產下一個卵。 在整個冬季,雄性保持卵變暖,而雌性則進行長時間跋涉以打開水以在地球上最惡劣的天氣中覓食。

當雌性企鵝帶著食物回到它們剛孵出的雛雞時,雄性企鵝禁食四個月,體重幾乎減輕了一半。 卵孵化後,父母雙方輪流餵養和保護小雞。 9月,成年雞離開了他們的幼雛,以便他們都能覓食以滿足雛雞不斷增長的食慾。 十二月,每個人都離開了殖民地,回到了海洋。


企鵝皇帝的父親孵化一個卵直到孵化。

在這個年度週期中,企鵝依靠海冰“金發姑娘地帶繁榮的條件。 他們需要在冰上開一些開口,以便可以取水,以便進食,但也需要厚而穩定的冰平台來飼養雛雞。

企鵝人口趨勢

在超過60年的時間裡,科學家們廣泛研究了南極洲的一個帝企鵝殖民地,即 TerreAdélie。 這項研究使我們能夠了解海冰條件如何影響鳥類的 人口動態。 例如,在1970中,人口經歷了 急劇下降 當連續幾年的低海冰蓋引起 廣泛死亡 在男性企鵝中。

在過去的10年中,我和我的同事結合了我們對海冰與企鵝生活史波動之間的關係的了解,從而創造了一個 人口模型 讓我們了解海冰狀況如何影響 皇帝企鵝的豐富,並根據對南極洲未來海冰覆蓋的預測來預測它們的數量。

一旦我們確認我們的模型 成功再現過去觀察到的趨勢 在整個南極洲的帝企鵝種群中,我們將分析範圍擴展到物種級別的威脅評估。

氣候條件決定帝企鵝的命運

當我們使用與人口模型相關聯的氣候模型來預測如果溫室氣體排放繼續按照目前的趨勢可能發生的海冰變化,我們發現所有54已知的帝企鵝殖民地都會減少2100,而80%他們將是準絕種的。 因此,我們估計帝王企鵝的總數相對於帝王企鵝會下降86% 目前的規模 如果各國未能減少二氧化碳排放量,則大約為250,000。

為什麼帝企鵝會走向滅絕
如果不採取減少全球二氧化碳排放量的行動,2100將消滅大多數帝企鵝棲息地的海冰損失(藍色顯示)。
斯蒂芬妮·耶諾維耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

但是,如果國際社會採取行動減少溫室氣體排放並成功地將全球平均溫度穩定在高於工業化前水平的1.5攝氏度(3 Faherenheit),我們估計企鵝皇帝的數量將下降31%–仍然很大,但是可行的。

減少溫室氣體排放的寬鬆程度,導致全球溫度升高2°C,將導致44%的下降。

我們的模型表明,這些人口下降將主要在本世紀上半葉發生。 但是,在世界達到巴黎氣候目標的情況下,我們預計2100可以使全球帝企鵝數量幾乎穩定下來,並且仍有可行的庇護所來支持某些殖民地。

為什麼帝企鵝會走向滅絕
通過2100限制氣候變化的全球行動可以極大地改善帝企鵝的持久性/生存能力。
斯蒂芬妮·耶諾維耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

在不斷變化的氣候中,個別企鵝可能會搬到新的地點以尋找更合適的條件。 我們的人口模型包括複雜 分散過程 來說明這些運動。 但是,我們發現這些行動不足以抵消氣候驅動的全球人口下降。 簡而言之,全球氣候政策對帝王企鵝的未來影響遠大於企鵝遷徙到更好棲息地的能力。

我們的發現清楚地說明了國家氣候政策決定的深遠影響。 遏制二氧化碳的排放對帝王企鵝和數量眾多的其他物種都具有至關重要的意義,而科學界尚未對此進行坦率的警告。

關於作者

Stephanie Jenouvrier,副研究員, 伍茲霍爾海洋學研究所

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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