田納西鶯(Leiothlypis peregrina)在加拿大北部繁殖,並在中美洲和南美度過冬季。 凱爾·霍頓(Kyle Horton), CC BY-ND
在春季和秋季的遷徙過程中,數百萬隻鳥類在繁殖地和越冬地之間旅行,從而成為自然界最偉大的奇觀之一。 這些旅程通常跨越不可思議的距離。 例如, 黑投票鶯它的重量不到半盎司,可能會在其加拿大的築巢場與加勒比海和南美的越冬場之間傳播1,500英里。
對於許多物種來說,這些旅行是在夜晚進行的,那時天空通常比較平靜,而天敵則不太活躍。 科學家對鳥類如何在夜間長距離有效航行還沒有很好的了解。
我們研究鳥類遷徙以及鳥類遷徙如何受到以下因素的影響: 氣候變化 至 晚上人造光。 在最近的一項研究中,我們使用了公民科學家數以百萬計的鳥類觀測來記錄 美國333個城市中候鳥物種的發生 在冬季,春季,夏季和秋季。
我們使用此信息來確定候鳥的數量根據每個城市的水平而變化 光污染 –由建築物和路燈等人造光源引起的夜空變亮。 我們還研究了每個城市中樹種的數量如何根據樹冠覆蓋和不透水錶面(例如混凝土和瀝青)的數量而變化。 我們的發現表明,城市可以通過種植更多樹木並減少光污染來幫助鳥類遷徙,尤其是在春季和秋季遷徙期間。
鳥類數量下降
城市地區有許多候鳥危險。 最大的威脅是 與建築物或通訊塔相撞。 許多候鳥種群有 在過去50年中有所下降,而城市的光污染可能是造成這些損失的原因。
科學家普遍認為光污染可以 嚴重迷失方向的候鳥 並使他們難以導航。 研究表明,鳥類會聚集在明亮的建築物周圍,就像昆蟲在夜間在門廊上飛來飛去一樣。 城市是 候鳥的主要光污染源,而這些物種在城市中往往更加豐富 在遷移期間特別是在 城市公園.
約書亞·史蒂文斯(Joshua Stevens)拍攝的NASA地球觀測站圖像,使用來自NASA戈達德太空飛行中心MiguelRomán的Suomi NPP VIIRS數據
公民科學的力量
觀察和記錄鳥類的遷徙並不容易,特別是對於夜間遷徙的物種。 主要挑戰是這些物種中的許多物種非常小,這限制了科學家使用電子跟踪設備的能力。
隨著互聯網和其他信息技術的發展,新的數據資源變得可用,這使得克服這些挑戰成為可能。 公民科學倡議 志願者使用在線門戶網站輸入對自然世界的觀察結果,已成為研究人員的重要資源。
其中一項倡議 eBird,使全球的觀鳥者可以在任何位置和任何時間分享他們的觀察結果。 這產生了一種 世界上最大的生態公民科學數據庫。 迄今為止,eBird包含由超過922名參與者編寫的超過617,000億隻鳥類觀測值。
{vembed Y=StF19Qdgqn0}
光污染既吸引又排斥候鳥
候鳥物種已經進化為使用某些遷徙路線和棲息地類型,例如森林,草原或沼澤。 雖然人們可能會喜歡看到候鳥出現在城市地區,但這通常對鳥類種群不利。 除了城市地區存在的許多危害外,城市通常還缺乏鳥類在遷徙或育雛過程中所需的食物和遮蓋物。 作為科學家,當我們看到有證據表明候鳥正從其傳統的遷徙路線和自然棲息地中撤離時,我們感到擔憂。
通過對eBird數據的分析,我們發現城市在春季和秋季遷徙期間包含的候鳥物種數量最多。 更高水平的光污染與遷徙期間的更多物種有關–證據表明光污染將候鳥吸引到美國各地的城市。這令人擔憂,因為它表明,光污染對遷徙行為的影響足夠強大,可以增加數量通常在城市地區發現的種類
相反,我們發現在夏季和冬季,較高水平的光污染與較少的候鳥物種有關。 這可能是由於城市中缺乏合適的棲息地(例如大片森林)以及光污染對鳥類行為和健康的不利影響所致。 此外,在這些季節中,候鳥僅在白天活動,它們的種群基本處於靜止狀態,幾乎沒有光污染的機會將它們吸引到城市地區。
{vembed Y=08ET47-b13o}
樹木和人行道
我們發現在春季遷徙和夏季期間,樹冠覆蓋與更多候鳥物種相關。 樹木在遷徙和繁殖季節為候鳥提供了重要的棲息地,因此樹木的存在會對城市中候鳥種類的數量產生強烈影響。
最後,我們發現在冬季,較高水平的不透水錶面與更多候鳥物種有關。 這個結果有些令人驚訝。 它可能是 城市熱島效應 –城市中的建築物和鋪裝表面比自然表面吸收和釋放更多的太陽熱量。 因此,用建築物,道路和停車場代替植被可以使城市比周圍的土地溫暖得多。 這種效果可以減輕冬季的鳥類寒冷壓力並增加食物資源,例如昆蟲種群。
我們的研究增加了我們對城市條件如何既能幫助又能傷害候鳥種群的理解。 我們希望我們的發現可以通過以下措施為減少城市對候鳥的有害影響的城市規劃倡議和策略提供參考。 種更多的樹 並開始 熄燈程序。 使候鳥更容易完成其令人難以置信的旅程的努力將有助於維持其種群在未來的發展。
關於作者
康奈爾大學鳥類學實驗室研究員Frank La Sorte, 美國康奈爾大學
亞馬遜暢銷書榜單中有關環境的書籍
《寂靜的春天》
通過雷切爾卡森
這本經典著作是環保主義史上的里程碑,它引起了人們對農藥的有害影響及其對自然界的影響的關注。 卡森的工作幫助激發了現代環境運動,並且在我們繼續應對環境健康挑戰的今天仍然具有現實意義。
《不適宜居住的地球:變暖後的生活》
作者:David Wallace-Wells
在本書中,大衛·華萊士-威爾斯 (David Wallace-Wells) 就氣候變化的破壞性影響以及解決這場全球危機的迫切需要提出了嚴厲警告。 這本書借鑒了科學研究和現實世界的例子,以清醒的眼光審視如果我們不採取行動我們將面臨的未來。
“樹木的隱藏生命:它們的感受,它們如何交流?來自秘密世界的發現”
彼得·沃勒本
在這本書中,Peter Wohlleben 探索了迷人的樹木世界及其在生態系統中的作用。 這本書借鑒了科學研究和 Wohlleben 自己作為一名林務員的經驗,以深入了解樹木與彼此和自然世界相互作用的複雜方式。
“我們的房子著火了:一個家庭和一個星球的危機場景”
作者:Greta Thunberg、Svante Thunberg 和 Malena Ernman
在這本書中,氣候活動家 Greta Thunberg 和她的家人講述了他們提高人們對應對氣候變化的緊迫性的認識的旅程。 這本書有力而感人地描述了我們面臨的挑戰和採取行動的必要性。
“第六次滅絕:一部不自然的歷史”
伊麗莎白科爾伯特
在這本書中,伊麗莎白·科爾伯特探討了人類活動造成的物種大滅絕,利用科學研究和現實世界的例子,以冷靜的眼光審視人類活動對自然界的影響。 這本書發出了令人信服的行動呼籲,以保護地球上生命的多樣性。