文| 遇见锦鲤鱼
编辑| 遇见锦鲤鱼
前言
灰雁是一种常见的候鸟，它们在亚洲中部以及北美洲有着广阔的分布，每年春天等到冰雪消融之后，灰雁会跟随头雁返回自己北方的栖息地，在此之前它们会在南方度过寒冷的冬季。
一些生物学家在近几十年间收集到的生物数据显示，全球气温升高可能会影响动物的行为和繁殖，为此研究小组专门调查了环境变化，探究是何种因素影响灰雁种群的繁殖。
通过监测温度、产蛋数量和存活到成年的幼鸟数量，我们发现新生雏鸟的数量近几年有所升高，为何气温的变化会影响到灰雁的繁殖？是否大多数候鸟都够从气候变暖中扩大种群？
气候变化影响动物行为
在过去的几十年里一些生物行为的变化与气候变化有关，例如迁徙时间的变化和许多物种适宜栖息地的减少，到目前气候变化可以被认为是人类面临的最严峻的挑战之一。
衡量气候变化的一个重要方法是跟踪多年来地球平均温度的升高，此前人们从未想过温度的变化会影响动物的行为，温度变化可能会导致气候与周期性生物现象失调，如鸟类迁徙或植物开花。
这意味着周期性重复事件（例如产卵或植物开花）的时间变化，如果温度升高冬天会更温和，春天会更早开始，较早的春天意味着植物生长和开花会提前，并可能导致许多物种繁殖时间的变化。
打个比方来说，较早的春季可以导致鸟类更早产卵，有证据表明较早产卵与较温和的温度有关，这对某些物种可能有所帮助，其他物种会通过寻找新的繁殖区或在新的地点过冬来避免气候变化。
鸟类是展示全球气候变化如何影响生命系统的有用模型，繁殖区和越冬区的分布范围变化，以及体重或体型的变化是气候变化对鸟类生态影响的主要证据。
鸟类迁徙的时间和繁殖模式揭示了气候变化最显著的影响，长距离迁徙者被证明更早地迁徙到越冬地区，而中距离迁徙者被记录到的晚于秋季迁徙的预期。
在最近几年收集到的数据里，许多鸟类已经将繁殖时间转移到更早的时候产卵上，这与环境温度的升高有关，一般来说在纬度和区域尺度上有证据表明气候对鸟类行为的影响。
研究物种灰雁
在鸟类中灰雁被生物学家广泛研究，学者们普遍认为它们对环境条件具有相当强的耐受性，因为它们从地中海飞到北极圈繁殖，这意味着这些灰雁可能能够成功应对气候变化。
灰雁可能会对温暖的气候做出积极反应，因为它们以野草和种子为食，所以它们可以从春季植被较早出现的气候中获益。
灰雁在一年中的大部分时间里都生活在大群中，配对伴侣的雄性和雌性通常会在一起呆几年，类似于人类维持夫妻关系的方式。
成对的灰雁夫妻会花了很多时间在一起，包括喂食、休息，当然还有繁殖，它们在短暂的分离后互相鸣叫传递信息，这可以向他人表明自己的配对状态，也可能再次确认他们对彼此的承诺。
在我们的研究中想更多地了解气候变化对灰灰雁繁殖的影响，为此大家收集了从1990年到2018年的29年数据，在这段时间里我们监测了灰雁种群，同时我们收集了有关天气的信息。
我们对不断变化的气候条件如何影响繁殖感兴趣，特别是我们研究了每年的平均温度和积雪量如何与灰雁种群繁殖期开始联系起来，为此我们查看了第一个和最后一个卵产下的日期。
由同一只鸟产生和孵化的一组蛋位于同一个巢中，并要在成熟独立前就要学会飞行，一只小于三个月大的小灰雁并不会飞翔，这意味着独立于父母的幼灰雁数量并不是一个小数目。
第一次测量告诉我们温度升高是否会导致产卵提前，第二次测量告诉我们灰雁是否产下了更多的蛋，最后一次测量告诉我们在灰雁期繁殖成功率是否在提高。
当父母会引导它们的幼崽到合适的觅食地点并保护它们免受捕食者的侵害，为了收集这些信息，研究小组每周仔细监测同一只灰雁两到三次。
在产卵期间，大家检查了产卵天数和巢中的卵的数量，孵化后我们观察灰雁的觅食行为，直到小灰雁羽化。
为了进行这样的长期研究，必须对动物进行单独标记，否则就不可能将一个家庭的灰雁与另一个家庭的灰雁区分开来。
这次的调查实验是在维也纳大学的研究中心进行的，该中心位于中欧奥地利阿尔卑斯山北部的阿尔姆山谷，1973年已故诺贝尔奖获得者康拉德·洛伦兹将第一群灰雁引入该地。
这些鸟是完全自由的，每天可以自由自在地四处飞翔，但它们从我们这里获得食物，这样它们就不必像其他当地灰雁那样在冬天迁徙。
所有的灰雁都贴上了彩色的腿环，它们已经习惯了人类的近距离存在，自1973年以来我们收集了每只灰雁的数据，因此我们知道它们在种群中的伴侣、朋友和亲属。
在研究期间灰雁群中的灰雁总数平均为150只，在接下来的半年种我们共收集了300只个体（雄性148只，雌性155只）的614个产卵日期，平均每年跟踪21对灰雁夫妻。
在29年的研究期间，局部年平均气温上升了2°C，处于高山地区气候变化更为明显，尽管如此我们的纵向数据显示，在温暖的冬季之后繁殖季节会提前开始。
对环境温度的物候反应可能会产生适应性后果，例如如果环境质量在整个季节恶化，较早孵化的幼崽可能具有更高的适应性，然而与性能相关的温度升高响应往往是非线性变化的。
生物学家在这项研究中发现了一种模式，因为在季节产卵过早或过晚的雌性小灰雁存活率较低，物种与环境之间的错配对可能会产生负面的适应性后果。
个体质量已被证明在产卵期间中起着重要作用，繁殖期提早开始的父母往往具有更高的个体质量，例如通过年龄增长和拥有更多的育种经验，身体状况更好或占用更好的喂养区。
所有这些因素都可以产生相应的益处，这些假设不一定是相互排斥的，但父母可能不得不考虑育种收益以及与育种时间相关的适应成本。
年龄和育种经验都已被证明会影响育种成功率，此前许多研究表明，与年龄相关的灰雁繁育数量会随着时间的推移而增加，这可能与生理成熟和经验增加有关。
父母护理下的幼鸟改善觅食效率更高，既能达到繁殖条件又能抚养多数后代，但我们对育种时机与与年龄相关的潜在作用知之甚少，精确的统计数据才能够解释这种模式的机制。
实验中我们大胆预测老年灰雁夫妻会更早繁殖，这在之后的研究中也有所体现，除了气候的影响外还需要考虑灰雁的复杂社会性和一夫一妻制，因为雌性和雄性伴侣的行为方式对于优化后代的生存至关重要。
衰老被定义为生理功能下降，科学家的收集的数据更为明显的突出了生殖衰老，因为以后代存活率衡量的生殖产量，随着雌性灰雁个体水平的年龄而下降。
灰雁可以被认为是更灵活的迁徙性候鸟，因为它们在广阔的地理区域繁殖，栖息地分布在地中海到北极岛屿，因此人们怀疑它们能够应对各种复杂的地理条件，并可能从气候变暖中获益。
尽管如此我们仍有潜在的研究局限性需要解决，例如除了天然食物供应外，预计补充食物还可以促进性腺发育和产卵，自1973 年以来被研究动物全年每天补充两次食物。
非迁徙鸟类和候鸟似乎对繁殖地的气候变化有不同的反应，因此到达繁殖地的日期可能会限制迁徙鸟类的产蛋日期，而其他鸟类可能没有这种限制。
保护气候环境
这次的调查结果证实了科学家的预期和全球气候变化趋势，在研究的三十年中，适合灰雁等候鸟栖息的山谷年平均温度上升了约2°C。
这种增加处于高山地区变暖范围的末端，在研究期间积雪变化很大，没有显示出特定的趋势，正如我们所猜测的那样，年平均气温对灰雁的繁殖有显著影响。
当冬季温暖时鸟类开始更早繁殖，这意味着第一批蛋在春季的早期产下，具体时间为2月底而不是3月初，此外我们发现年平均气温越高，达到独立状态的小灰雁就越多。
这意味着平均温度的升高对灰雁的繁殖成功有积极影响，当我们考虑与繁殖成功相关的育种时间时，我们发现了一些其他有趣的现象。
例如在季节早些时候建成的巢穴中含有更多的卵，这会让更多的小灰雁从这个季节的卵中羽化，因此较早的育种时间提高了育种的成功率。
在这次调查统计的灰雁种群中，冬季末当地气温的升高导致卵和后代数量的增加，这个例子表明一些动物种群可以利用气候变化，但情况总是这样吗？
一些个体可以调整繁殖时间以利用新的环境条件并增加产卵的数量，一般来说迁徙的鸟类来自温带北极、南极圈和少数热带的地球部分，这些地区其特点是气候温和、有适中的温度和明显的季节差异。
随着季节的变化，它们必须应对一系列的环境条件，而这些鸟类似乎已经适应了更大的环境变化，来自温带的鸟类必须尽早安排繁殖时间，以便它们的后代在羽化时存活并有足够的食物。
一般来说一只鸟孵化得越早，它在这个季节觅食的时间就越长——前提是有可食用的食物，如果一只鸟在季节后期孵化，则食物可能会用完，它可能无法存活。
但是时间因素很复杂，因为产卵的雌性可能会从等待产卵中受益，因为这让她在产卵前有更多时间进食，这需要大量的能量，长期研究提供了有价值的信息可以帮助科学家了解这些复杂情况所涉及的收益和成本。
我们需要明确一点，这次的结果可能不适用于所有迁徙的鸟类，因为研究小组的调查灰雁种群不会迁徙，候鸟必须根据当地的环境条件调整到达繁殖地的时间，它们没有提前的天气预报。
并且与阿尔卑斯山和北极地区相比，气候变化可能对地中海的灰雁种群产生不同的影响，因为地中海地区的温度升高不太明显。
尾言
这次实验历经3年圆满结束，环境的变化会对生物体产生长期影响，因为这些变化会改变繁殖的成功率，从而决定一个物种的未来。
未来还有很多工作要做，因为数据揭示了气候变化与动物行为之间的复杂作用，事实上当一个物种在增加时另一个物种通常会减少，生物多样性会受到威胁，保护环境控制气候变暖才能还给鸟类一片蓝天。
