文| 遇見錦鯉魚
編輯| 遇見錦鯉魚
前言
灰雁是一種常見的候鳥，它們在亞洲中部以及北美洲有著廣闊的分布，每年春天等到冰雪消融之後，灰雁會跟隨頭雁返回自己北方的棲息地，在此之前它們會在南方度過寒冷的冬季。
一些生物學家在近幾十年間收集到的生物數據顯示，全球氣溫升高可能會影響動物的行為和繁殖，為此研究小組專門調查了環境變化，探究是何種因素影響灰雁族群的繁殖。
透過監測溫度、產蛋數量和存活到成年的幼鳥數量，我們發現新生雛鳥的數量近幾年有所升高，為何氣溫的變化會影響到灰雁的繁殖？是否大多數候鳥都夠從氣候變暖中擴大族群？
氣候變遷影響動物行為
在過去的幾十年裏一些生物行為的變化與氣候變遷有關，例如遷徙時間的變化和許多物種適宜棲息地的減少，到目前氣候變遷可以被認為是人類面臨的最嚴峻的挑戰之一。
衡量氣候變遷的一個重要方法是跟蹤多年來地球平均溫度的升高，此前人們從未想過溫度的變化會影響動物的行為，溫度變化可能會導致氣候與周期性生物現象失調，如鳥類遷徙或植物開花。
這意味著周期性重復事件（例如產卵或植物開花）的時間變化，如果溫度升高冬天會更溫和，春天會更早開始，較早的春天意味著植物生長和開花會提前，並可能導致許多物種繁殖時間的變化。
打個比方來說，較早的春季可以導致鳥類更早產卵，有證據表明較早產卵與較溫和的溫度有關，這對某些物種可能有所幫助，其他物種會透過尋找新的繁殖區或在新的地點過冬來避免氣候變遷。
鳥類是展示全球氣候變遷如何影響生命系統的有用模型，繁殖區和越冬區的分布範圍變化，以及體重或體型的變化是氣候變遷對鳥類生態影響的主要證據。
鳥類遷徙的時間和繁殖模式揭示了氣候變遷最顯著的影響，長距離遷徙者被證明更早地遷徙到越冬地區，而中距離遷徙者被記錄到的晚於秋季遷徙的預期。
在最近幾年收集到的數據裏，許多鳥類已經將繁殖時間轉移到更早的時候產卵上，這與環境溫度的升高有關，一般來說在緯度和區域尺度上有證據表明氣候對鳥類行為的影響。
研究物種灰雁
在鳥類中灰雁被生物學家廣泛研究，學者們普遍認為它們對環境條件具有相當強的耐受性，因為它們從地中海飛到北極圈繁殖，這意味著這些灰雁可能能夠成功應對氣候變遷。
灰雁可能會對溫暖的氣候做出積極反應，因為它們以野草和種子為食，所以它們可以從春季植被較早出現的氣候中獲益。
灰雁在一年中的大部份時間裏都生活在大群中，配對伴侶的雄性和雌性通常會在一起呆幾年，類似於人類維持夫妻關系的方式。
成對的灰雁夫妻會花了很多時間在一起，包括餵食、休息，當然還有繁殖，它們在短暫的分離後互相鳴叫傳遞資訊，這可以向他人表明自己的配對狀態，也可能再次確認他們對彼此的承諾。
在我們的研究中想更多地了解氣候變遷對灰灰雁繁殖的影響，為此大家收集了從1990年到2018年的29年數據，在這段時間裏我們監測了灰雁族群，同時我們收集了有關天氣的資訊。
我們對不斷變化的氣候條件如何影響繁殖感興趣，特別是我們研究了每年的平均溫度和積雪量如何與灰雁族群繁殖期開始聯系起來，為此我們檢視了第一個和最後一個卵產下的日期。
由同一只鳥產生和孵化的一組蛋位於同一個巢中，並要在成熟獨立前就要學會飛行，一只小於三個月大的小灰雁並不會飛翔，這意味著獨立於父母的幼灰雁數量並不是一個小數目。
第一次測量告訴我們溫度升高是否會導致產卵提前，第二次測量告訴我們灰雁是否產下了更多的蛋，最後一次測量告訴我們在灰雁期繁殖成功率是否在提高。
當父母會引導它們的幼崽到合適的覓食地點並保護它們免受捕食者的侵害，為了收集這些資訊，研究小組每周仔細監測同一只灰雁兩到三次。
在產卵期間，大家檢查了產卵天數和巢中的卵的數量，孵化後我們觀察灰雁的覓食行為，直到小灰雁羽化。
為了進行這樣的長期研究，必須對動物進行單獨標記，否則就不可能將一個家庭的灰雁與另一個家庭的灰雁區分開來。
這次的調查實驗是在維也納大學的研究中心進行的，該中心位於中歐奧地利阿爾卑斯山北部的阿爾姆山谷，1973年已故諾貝爾獎獲得者康拉德·勞侖茲將第一群灰雁引入該地。
這些鳥是完全自由的，每天可以自由自在地四處飛翔，但它們從我們這裏獲得食物，這樣它們就不必像其他當地灰雁那樣在冬天遷徙。
所有的灰雁都貼上了彩色的腿環，它們已經習慣了人類的近距離存在，自1973年以來我們收集了每只灰雁的數據，因此我們知道它們在族群中的伴侶、朋友和親屬。
在研究期間灰雁群中的灰雁總數平均為150只，在接下來的半年種我們共收集了300只個體（雄性148只，雌性155只）的614個產卵日期，平均每年跟蹤21對灰雁夫妻。
在29年的研究期間，局部年平均氣溫上升了2°C，處於高山地區氣候變遷更為明顯，盡管如此我們的縱向數據顯示，在溫暖的冬季之後繁殖季節會提前開始。
對環境溫度的物候反應可能會產生適應力後果，例如如果環境質素在整個季節惡化，較早孵化的幼崽可能具有更高的適應力，然而與效能相關的溫度升高響應往往是非線性變化的。
生物學家在這項研究中發現了一種模式，因為在季節產卵過早或過晚的雌性小灰雁存活率較低，物種與環境之間的錯配對可能會產生負面的適應力後果。
個體質素已被證明在產卵期間中起著重要作用，繁殖期提早開始的父母往往具有更高的個體質素，例如透過年齡增長和擁有更多的育種經驗，身體狀況更好或占用更好的餵養區。
所有這些因素都可以產生相應的益處，這些假設不一定是相互排斥的，但父母可能不得不考慮育種收益以及與育種時間相關的適應成本。
年齡和育種經驗都已被證明會影響育種成功率，此前許多研究表明，與年齡相關的灰雁繁育數量會隨著時間的推移而增加，這可能與生理成熟和經驗增加有關。
父母護理下的幼鳥改善覓食效率更高，既能達到繁殖條件又能撫養多數後代，但我們對育種時機與與年齡相關的潛在作用知之甚少，精確的統計數據才能夠解釋這種模式的機制。
實驗中我們大膽預測老年灰雁夫妻會更早繁殖，這在之後的研究中也有所體現，除了氣候的影響外還需要考慮灰雁的復雜社會性和一夫一妻制，因為雌性和雄性伴侶的行為方式對於最佳化後代的生存至關重要。
衰老被定義為生理功能下降，科學家的收集的數據更為明顯的突出了生殖衰老，因為以後代存活率衡量的生殖產量，隨著雌性灰雁個體水平的年齡而下降。
灰雁可以被認為是更靈活的遷徙性候鳥，因為它們在廣闊的地理區域繁殖，棲息地分布在地中海到北極島嶼，因此人們懷疑它們能夠應對各種復雜的地理條件，並可能從氣候變暖中獲益。
盡管如此我們仍有潛在的研究局限性需要解決，例如除了天然食物供應外，預計補充食物還可以促進性腺發育和產卵，自1973 年以來被研究動物全年每天補充兩次食物。
非遷徙鳥類和候鳥似乎對繁殖地的氣候變遷有不同的反應，因此到達繁殖地的日期可能會限制遷徙鳥類的產蛋日期，而其他鳥類可能沒有這種限制。
保護氣候環境
這次的調查結果證實了科學家的預期和全球氣候變遷趨勢，在研究的三十年中，適合灰雁等候鳥棲息的山谷年平均溫度上升了約2°C。
這種增加處於高山地區變暖範圍的末端，在研究期間積雪變化很大，沒有顯示出特定的趨勢，正如我們所猜測的那樣，年平均氣溫對灰雁的繁殖有顯著影響。
當冬季溫暖時鳥類開始更早繁殖，這意味著第一批蛋在春季的早期產下，具體時間為2月底而不是3月初，此外我們發現年平均氣溫越高，達到獨立狀態的小灰雁就越多。
這意味著平均溫度的升高對灰雁的繁殖成功有積極影響，當我們考慮與繁殖成功相關的育種時間時，我們發現了一些其他有趣的現象。
例如在季節早些時候建成的巢穴中含有更多的卵，這會讓更多的小灰雁從這個季節的卵中羽化，因此較早的育種時間提高了育種的成功率。
在這次調查統計的灰雁族群中，冬季末當地氣溫的升高導致卵和後代數量的增加，這個例子表明一些動物族群可以利用氣候變遷，但情況總是這樣嗎？
一些個體可以調整繁殖時間以利用新的環境條件並增加產卵的數量，一般來說遷徙的鳥類來自溫帶北極、南極圈和少數熱帶的地球部份，這些地區其特點是氣候溫和、有適中的溫度和明顯的季節差異。
隨著季節的變化，它們必須應對一系列的環境條件，而這些鳥類似乎已經適應了更大的環境變化，來自溫帶的鳥類必須盡早安排繁殖時間，以便它們的後代在羽化時存活並有足夠的食物。
一般來說一只鳥孵化得越早，它在這個季節覓食的時間就越長——前提是有可食用的食物，如果一只鳥在季節後期孵化，則食物可能會用完，它可能無法存活。
但是時間因素很復雜，因為產卵的雌性可能會從等待產卵中受益，因為這讓她在產卵前有更多時間進食，這需要大量的能量，長期研究提供了有價值的資訊可以幫助科學家了解這些復雜情況所涉及的收益和成本。
我們需要明確一點，這次的結果可能不適用於所有遷徙的鳥類，因為研究小組的調查灰雁族群不會遷徙，候鳥必須根據當地的環境條件調整到達繁殖地的時間，它們沒有提前的天氣預報。
並且與阿爾卑斯山和北極地區相比，氣候變遷可能對地中海的灰雁族群產生不同的影響，因為地中海地區的溫度升高不太明顯。
尾言
這次實驗歷經3年圓滿結束，環境的變化會對生物體產生長期影響，因為這些變化會改變繁殖的成功率，從而決定一個物種的未來。
未來還有很多工作要做，因為數據揭示了氣候變遷與動物行為之間的復雜作用，事實上當一個物種在增加時另一個物種通常會減少，生物多樣性會受到威脅，保護弓境控制氣候變暖才能還給鳥類一片藍天。
