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一只候鸟的迁徙路

发布时间:2024年04月26日 来源:中国气象报社

编者按:候鸟迁徙,是一段关于生命、关于自然、关于希望的故事。每年春季,数以亿计的候鸟穿行于相隔万里的繁殖地与越冬地之间。近年来,受气候变暖和人类活动影响,候鸟栖息地和食物源的不确定性也为其带来了一定的生存危机,鸟儿们出自本能地“生死搏击”,构造了“鸿雁于飞”的盛景。

在今年迁徙的候鸟群里,有这样一只白鹤受到格外关注。科研人员为它戴上了卫星追踪标签,对它在东亚—澳大利西亚迁徙路线上的活动轨迹、飞行速度进行持续监测。现在,就让我们追随它的飞行轨迹,一起来读取候鸟迁飞背后的气象密码吧!

江西东鄱阳湖国家湿地公园千亩晚稻田的“候鸟食堂”

当下是白鹤北归的时节,可仍有三三两两在水中信步,这是鄱阳湖有观测记录以来唯一一次在4月看到候鸟。今年春季天气偏暖,一千亩的晚稻是当地留给“客人”临行的礼物,一幅人与自然和谐共处的生动画卷在此铺展。

鄱阳湖,地势低平、气候温润,是兼济天下的大粮仓,也是亚洲最大的越冬候鸟栖息地。水草湿地、荻花芦海,是让候鸟魂牵的绝色风景,也是令它们神往的旅居地。

江西省上饶市余干县,作为环鄱阳湖地区水域面积最大的县份,有鄱阳湖湿地面积约144万亩。江艇在县气象局从事候鸟迁徙观测已经十余年,每年秋冬交替之际,他都会与这群来自北方的“客人”在彭蠡之滨重聚。“这里有世界上最大的白鹤群,占全世界总数的98%,保护责任重大。”江艇说。

极端天气对候鸟迁徙的影响很大,一场干旱事件让江艇至今难以忘怀。2022年夏秋两季,长江中下游地区长时间受副热带高压控制,持续的高温少雨天气让鄱阳湖水位“一天退得比一天快”。8月6日,鄱阳湖标志性水文站星子站,水位退至11.99米,为有记录以来同期最低水位。随着湖区草洲滩涂大面积减少,江艇担心湖区持续干旱,候鸟食物链供给不足,会影响10月中下旬飞抵鄱阳湖越冬的70多万只候鸟生存。

“我们利用卫星遥感技术开展气候变化背景下鄱阳湖越冬候鸟栖息地生境变化的监测评估,基于新一代天气雷达进行候鸟迁飞监测,并开展候鸟迁飞气象条件预报,为鄱阳湖候鸟保护提供气象科技支撑。”江西省生态气象中心副主任周媛介绍。

在气象科技的加持下,结合有利天气条件,余干县气象局在保护区外围新增移动人工增雨作业点,联合江西省林业和草原局候鸟监测站、鄱阳湖湿地保护中心会商研判,湿地保护中心根据生态气象专题材料,从农户手里买下晚稻,给候鸟“加餐”,“候鸟食堂”便应运而生。“看见候鸟在几天前刚下过雨的地里觅食,心里真正踏实了。”江艇说。

如今,鄱阳湖越冬白鹤在近五年左右增加到12万只以上,惊鸿翩起,场面蔚为壮观,吸引了大批摄影爱好者和游客涌入“打卡”。

(黄文勇 吕灵芝 戴志健)

湖南东洞庭湖国家级自然保护区洞庭湖观鸟有“指南”

“快看!平常难得一见的白鹤,出现在镜头里了!”在湖南省岳阳市君山区采桑湖观鸟点,东洞庭湖国家级自然保护区管理局副局长宋玉成,兴奋地喊起来。

纳四水,连长江,洞庭湖地区怀抱三处国际重要湿地,拥有两个国家级自然保护区,被称为“长江之肾”。数据显示,洞庭湖区域有维管束植物873种、脊椎动物531种,其中鸟类361种,占全国种数三分之一,越冬候鸟近年每年增长两万余只,达29.8万只,珍稀濒危动物黑鹳、东方白鹳等数量明显增加,白鹤、青头潜鸭等频繁现身。

洞庭湖国际观鸟节,迄今已经成功举办了十二届。岳阳市气象台台长王威介绍,近年来岳阳市气象局与东洞庭湖保护区紧密合作,根据洞庭湖畔周边气候背景、降水概率和中长期天气预测等制作发布洞庭湖观鸟节专题气象信息,积极开展洞庭湖生态湿地监测评估,保障活动顺利进行。

“气象预报预测为防御恶劣天气、利用有利天气开展观鸟活动提供了很大帮助!”宋玉成说,“不仅是观鸟节期间的气象预报,我们对于气候预测的需求也很强烈,气象部门针对气候干旱的预测,能让保护区有充足的时间来开展防范应对工作。”一旦气象部门预测秋季和冬季可能有干旱发生,东洞庭湖保护区会适时开展调控蓄水和补食工作,保证候鸟所需。

为科学利用气象信息服务候鸟观测,洞庭湖国家气候观象台还通过卫星遥感等技术开展植被物候、生态湿地和水体监测,针对东洞庭湖湿地观鸟气象指数及天气气候对越冬候鸟数量的影响开展研究,并进行跨行业、多学科联合攻关,有效提高洞庭湖湿地生态气象监测和预报预警水平。岳阳市气象局洞庭湖天气气候及生态遥感创新团队指导专家黄菊梅表示:“根据反馈数据,观鸟指数在引导观鸟活动中起到了较好的参考作用。”

“沙鸥翔集,锦鳞游泳……”愿“北方的客人”在洞庭湖食有所足,住有所居!

(张冰清 曹向林 周静 陈太龙)

河南黄河湿地国家级自然保护区智慧监控护“越冬”

在河南黄河湿地国家级自然保护区孟州段(以下简称“孟州黄河湿地”)内,一只白鹤出现在“孟州黄河湿地智慧监控系统”的镜头里,引起了工作人员的注意。

孟州黄河湿地是以保护生态系统和珍稀濒危野生水禽为主的国家级湿地自然保护区,占地7500公顷,这里芦苇丛生、鱼肥鸟众、湖泊纵横,为候鸟栖息提供了良好生态环境。

每年季节转换期,孟州市气象局都会为黄河湿地自然保护区提供候鸟迁移期气象资料,并与市自然资源和规划局联合会商研判恶劣天气对候鸟迁徙的影响。



“影响孟州黄河湿地的主要气象因素包括降水、温度、光照、风等。”孟州市气象台工程师刘建平介绍。近年来,孟州市气象局深度调研黄河湿地孟州段的生态修复工作特点,了解退耕还湿、水质提升、候鸟迁徙等湿地保护与修复项目的气象服务需求,完善监测站网体系,为湿地保护区提供温度、湿度、风向、风速、雨量等重要气象要素数据,在保护区安全生产和生态评估等方面提供技术支持。

天气因素对候鸟生存及迁徙的影响很大,干旱、大风、强降温等恶劣天气都会导致候鸟觅食困难。2023年12月中旬,孟州市出现低温雨雪天气,市气象台便提前向保护区提供气象预报预警服务,及时开展会商研判。最后,保护区决定将事先贮存的750公斤玉米和大豆投放在黄河湿地核心区,为在此越冬的鸟类“雪中送粮”。

目前,普通鸬鹚、白琵鹭、大天鹅等冬候鸟依然在孟州黄河湿地逗留栖息,孟州市气象局正密切观察候鸟种群情况,及时提供气象信息,为候鸟迁徙提供优质气象服务保障。

(张莹 靳小秋)



图为候鸟迁徙场景 来源:千库网

去留之间 一场生命的博弈

我国是世界上鸟类资源最为丰富的国家之一,也是全球候鸟跨境迁徙的重要通道。全国共有鸟类1445种,约占世界鸟类总种数的六分之一,其中具有迁徙习性的鸟类达800多种。

不论是先天遗传还是后天习得,每种候鸟都有一套巧妙的“迁徙机制”,以及精准的“导航系统”。目前,在全球九大候鸟迁徙路线中,有4条路线穿越我国,几乎覆盖了我国全部领土和领海。它们分别是西亚—东非迁徙路线、中亚迁徙路线、东亚—澳大利西亚迁徙路线、西太平洋迁徙路线,在我国形成了西部、中部、东部3个候鸟迁徙区。其中,东亚—澳大利西亚路线是9条路线中候鸟数量最多和多样性最丰富,也是受威胁最严重的迁徙路线之一。

迁徙的候鸟,创造着令人惊叹的奇迹。北极燕鸥迁徙的行程可达4万公里,相当于沿着赤道环绕地球一周;斑头雁北迁时会翻越世界上最高的雪山——喜马拉雅山脉,飞行高度可达9000米;斑尾塍鹬能连续飞行近十天,从阿拉斯加南下澳大利亚东海岸而不停歇……在无垠蓝天下,它们划过天际、穿越山川,利用星空、太阳偏振光、地磁、山川河流及人造地标等导航。鸟儿对生的执着,让这场原不为风景的天空大迁徙,成了这个星球最值得期待的超级风景。

受气候变暖影响,鸟类生存环境和迁徙习性都发生了改变。湖南省气象服务中心正高级工程师邓玲指出,随着气候变化加剧,一些原本应该迁徙的夏候鸟选择留在原地,成为“留鸟”。美国鸟类学家也观察到,一些春季迁徙到密歇根北部的鸟类抵达繁殖地的时间与40年前相比提前了2周到3周。我国的一些候鸟也呈现出这样的趋势,比如斑嘴鸭在20世纪90年代以前,在我国渤海湾地区属于夏候鸟,近年来由于渤海湾近海结冰期缩短,斑嘴鸭已经在渤海湾地区“安家”了。

此外,鸟类的繁殖行为也发生了变化,越来越多的鸟儿开始“早熟”。一项由英国鸟类学者开展的研究显示,在65种鸟类中有25种的产卵期越来越早。随着气候变暖,鸟类分布区向北扩大,繁殖期的提前导致候鸟在繁殖结束后有更多的时间到达越冬地,同时也为即将到来的严冬储备能量,降低了幼鸟的死亡率。

然而,气候变暖并不意味着所有鸟类都能够轻松适应。尽管北半球的鸟类可能会选择向北迁徙以适应气候变化,但它们赖以生存的栖息环境,却无法同步向北迁移。值得注意的是,随着气候变化加剧,鸟类的适宜栖息地正在减少,亟须采取行动,加强鸟类栖息地和迁徙停歇地的保护,为鸟类创造更好的栖息条件。

(王婉)

刻画迁飞轨迹 物候追踪有了雷达“千里眼”

候鸟迁徙季节又至。我国每年有数以亿计的鸟类、昆虫等进行远距离迁飞,候鸟迁飞关系着航空安全和生物多样性。

飞去哪?飞多远?或许可以从天气雷达中找到答案。

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备,其发射的电磁波在遇到目标后会发生散射,雷达接收到这种后向散射,形成回波。基于这个原理,雷达可以“捕捉”到任何能够将电磁波反射回来的物体。不同形态的回波经常会在雷达观测数据中交错呈现,这需要开发恰当的方法,对各类回波加以识别和区分,并从中筛选出合适的目标。气象部门延展气象雷达的多种应用场景,探索研发了生物迁徙物候追踪技术。

鸟类、昆虫等生物的迁飞高度通常位于500米至2000米之间,产生的生物回波恰好处于天气雷达的有效探测范围内,与天气回波相混杂。中国气象局气象探测中心正高级工程师吴东丽说:“从雷达回波图上看,天气回波和生物回波‘长’得明显不一样。根据雷达回波形状特点、反射率因子和速度谱宽,结合空中生物飞行速度特征等可以区分。”

不同生物目标的反射率因子、径向速度差值、大气晴空回波差异明显,利用这个差异,借助机器学习方法便可判断回波类型。与天气探测原理一样,两者都是利用雷达发射的电磁波,遇到目标后产生散射,其后向散射被雷达接收,形成雷达回波。简单来说,电磁波对空中目标的含水量进行探测后产生回波,根据回波高度、形状等判别是天气回波还是生物回波。

初步分辨出天气回波和生物回波后,不同生物之间的回波又该如何区分呢?

昆虫和鸟类都会借助风来提高飞行速度,但由于昆虫的体型较小,它们对风的依赖度更高,这导致大多数昆虫的飞行轨迹与风向较为一致,经常随风飘荡或顺风飞行。相对而言,鸟类则拥有更强的飞行能力,它们能够高速飞行,甚至可以在风中横向穿梭或逆风飞翔。因此,雷达上与风向不一致的目标更可能是鸟类。在春季和秋季,鸟类往往会在当地日落后30分钟至45分钟左右开始迁徙,而许多蝙蝠则主要在夏季飞行觅食。因此,季节性差异在数据分析中需纳入考虑。

空中生物到处飞,如果它们飞出了单部天气雷达的视线,该如何完整描述其迁飞轨迹?

目前,我国已建成由252部S波段和C波段新一代天气雷达构成的世界最大雷达监测网,覆盖大部分国土。利用组网雷达回波可以完整描述空中生物的迁飞过程,即从一部雷达视线范围消失后,它们将出现在周边雷达有效探测范围。此外,利用识音器、卫星光谱特征等手段,结合人工智能技术,与组网天气雷达结合,可更精准地捕捉空中生物轨迹。

通过算法识别出雷达数据中的鸟类后,可获取关于鸟类迁徙密度、飞行速度和方向等信息。借助雷达“千里眼”的帮助,这些信息不仅能够帮助观鸟者制定观鸟日程和计划,也有助于科研工作者更加精确地追踪这些千里飞越的鸟儿,深入探究候鸟迁徙规律,确保它们的栖息地和迁徙路径得到妥善保护。

(刘倩)

(责任编辑:曹锐怡)