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美国国家地理中文网:地球奇迹物种与盐沼生态系统的奥秘

地球是一个奇迹

物种 |美国

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美国鱼类和野生动物技术员 Bri Benvenuti 拍摄这张照片时,手里拿着一只成年尖尾沙鹀。本韦努蒂正在调查马萨诸塞州查塔姆莫诺莫伊岛的鸟类栖息地。莫诺莫伊岛是新英格兰仅存的几个完整的盐沼生态系统之一,它提供了一个很好的例子来说明这种系统如何运作。

迪尔德丽·罗宾逊蹲下来,小心翼翼地用手拂过旋转的草丛,感觉草丛变得更茂密了。如果幸运的话,她会发现一个用草做成的天篷,绿草下会藏着一窝珍贵的鸡蛋。

罗宾逊是盐沼麻雀研究计划 (SSRI) 的联合主任。回忆起她在罗德岛州纳拉甘西特湾雅各布斯角盐沼发现一只尖尾沙鹀时的兴奋,她说:“这就像灵光一现的时刻”。

尖尾沙鹀的脸颊呈橙色,羽毛上有棕色和灰色条纹。现在他们面临着一个巨大的问题:如何在不断变化的潮汐沼泽边界上生存和发展。

这种鸟只在大西洋沿岸发现,只在从弗吉尼亚州北部到缅因州的盐沼中繁殖,在高潮线以上的草地上筑巢。突然的潮水有时会淹没鸟巢,一窝鸟蛋被汹涌的水流冲走,消失在湿地里。

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2022年8月15日,在缅因州韦尔斯市埃尔德里奇路的草沼泽中,一个尖尾沙鹀的草巢被海水淹没。退潮后,旁边留下两滩水。沙鹀的巢穴离地面不远,只有在涨潮时才能被它们捕杀。

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缅因州瑞秋卡森保护区的一只尖尾沙鹀雏鸟在涨潮时被淹死。美国东南海岸海平面正在上升,使得这样的涨潮事件对于年轻的尖尾鹀来说更加危险。

在它们的栖息地,潮汐每 28 天就会超过巢穴的高度。 28天的窗口期让雌性沙鹀有足够的时间完成筑巢、产下三到五个蛋、孵化和哺育雏鸟,为它们提供保护,直到雏鸟成年。离开巢穴需要九到十天的时间——就在洪水吞没巢穴之前。

由于时间紧迫,雏鸟们常常要爬到巢穴上方的植被上寻找安全的地方,以免被最高的潮水淹死。

尖尾沙鹀现在越来越频繁地面临这些致命的高潮,使其陷入了岌岌可危的生态状况。北美大西洋沿岸的湿地正在被上升的海水吞没。上个世纪以来,土地每年减少3毫米。这些变化的结果是尖尾沙鹀可能很快就会被添加到美国濒危物种名单中。

但即使联邦政府做出了如此多的保护努力,科学家的目标也只是减缓它们的灭绝速度。研究预测,该物种最早将于 2035 年或 2050 年从它们繁衍生息的盐沼世界中消失。

“如果鸟儿不能在每月一次的高峰潮汐留下的窗口内完成筑巢周期,就会引发灭绝。潮汐越高,筑巢和养育幼鸟的窗口期就越短。”罗德岛州居民吉姆·奥尼尔 (Jim O'Neill) 和罗宾逊一样,奥尼尔也是 SSRI 的联合主任。

消失的盐沼

太阳火辣辣的,没有一点绿色的影子。科学家们穿着高腰靴,涉水穿过柔软的草沼泽,小心地避开地面上危险的坑洼。

如果他们踩错了地方,他们可能会陷入齐腰深的泥浆中。盐沼含有一层又一层腐烂的植物物质,并散发出特有的臭鸡蛋味。这种物质的组合实际上至关重要。

盐沼保护海岸线免受洪水和风暴的侵害。它们减少波浪的能量,从而减轻海岸线侵蚀并通过储存碳来应对气候变化。盐沼还为虾和蓝蟹等具有商业价值的物种提供庇护所和食物来源。

过去二十年,全球盐沼面积减少了500平方英里。在许多地方,沼泽草被砍伐并晒干用作饲料,湿地被填埋成牧场或用于其他目的。

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新罕布什尔大学自然资源副教授阿德里安·科瓦奇(Adrienne Kovach)从雾网中取出一只尖尾沙鹀并对其进行检查。这项实地调查于 2021 年 8 月 16 日在新罕布什尔州沃利斯桑兹州立海滩完成,由科瓦奇和研究科学家洛根·麦克斯韦(如图中麦克斯韦的手)完成,提供了沙鹀种群数据。

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布里·本韦努蒂 (Brie Benvenuti) 现在是 Ducks Unlimited 的地区生物学家。 2021 年 6 月 24 日,她在雷切尔·卡森国家野生动物保护区的盐沼中设置了雾网。该保护区拥有最长的尖尾沙鹀记录数据集。

20世纪30年代,蚊子成为湿地附近居民的健康危害,因此政府启动了项目,通过人工挖掘水道来清除蚊子滋生的盐沼中的积水。结果,大西洋沿岸近90%的盐沼被长长的河道覆盖,被水淹没,并开始退化,这也逐渐破坏了尖尾沙鹀的栖息地。

在过去的十年中,科学家们一直试图通过挖掘排水沟和用沉积物回填重建沼泽来抵消这些项目的影响。帕克河国家野生动物保护区的野生生物学家南希·鲍 (Nancy Pau) 谈到沼泽地的恢复如何使其有翼定居者受益时,脸上露出了笑容。

“尖尾沙鹀需要找到完美的筑巢地点,所有条件都必须恰到好处。如果巢太低,就会被潮水淹没;如果太高,就会被掠食者发现。 ”宝笑道。描述的。

为了研究这些恢复工作是否有效,康涅狄格大学生态学家克里斯·埃尔菲克和他的团队在鸟类身上安装了发射器,并在它们开采这些沉积物时对其进行跟踪。东西堆积的方式。他们还在寻找巢穴,看看是否使用了恢复的区域以及这些恢复工作是否成功。

现在判断这些鸟类是否从中受益还为时过早,埃尔菲克的长期模型仍然暗示着尖尾沙鹀种群数量严重下降的灾难性未来。

沙鹀进化的新篇章

一只小鸟要想在潮汐沼泽中茁壮成长,它必须顽强、不屈不挠。新罕布什尔大学教授、盐沼栖息地和鸟类研究计划(SHARP)研究员阿德里安·科瓦奇(Adrienne Kovacs)表示,这就是尖尾沙鹀产生一系列所谓“盐沼复合体”的方式。 “符号”适应性进化的原因。

“它们的肾脏随着盐水的摄入而进化出渗透调节功能。它们的翅膀上也有更多的黑色斑块。最流行的假设是,颜色较深的羽毛在面对沼泽退化时更具保护作用。它们的喙也比它们更大科瓦奇说:“它们的居住地较高的亲戚能够在炎热、潮湿的环境中更好地调节体温。”

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新泽西州埃德温·B·福赛斯国家野生动物保护区的这些又深又宽的水道表明,土地开发如何极大地改变了这里的盐沼。 2023 年,该州获得了 500 万美元的环境拨款,用于恢复沼泽地,这是重要的沙鹀繁殖地。为了恢复沼泽的生态,国家修建了人工渠道,并利用沉积物恢复了失去的土地。

另一种密切相关的物种是诺氏沙鹀,其筑巢地位于更上游的地方,不像尖尾沙鹀那样适应盐沼的生活。尽管存在这种差异,两人却彼此迷恋,进而导致跨种族交配行为和自然杂交。

在借用了诺特沙鹀的一些DNA后,这些尖尾沙鹀也可能能够生活在更高的海拔地区。新罕布什尔大学的研究科学家洛根·麦克斯韦说:“这可能会给它们带来适应性进化的另一个火花。”

如果尖尾沙鹀灭绝,这些新的杂交沙鹀将是唯一保留其遗传信息的物种。用古生物学的术语来说,这就像智人与现已灭绝的尼安德特人杂交,以至于今天的人类仍然携带着部分尼安德特人基因组。

但与诺氏鹀杂交也会对繁殖成功率产生影响——在低地沼泽中,尖尾鹀比诺氏鹀更擅长筑巢,而杂交后代的表现则介于两者之间。

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2021 年 6 月 24 日,美国鱼类和野生动物管理局生物学家对雷切尔·卡森国家野生动物保护区的小鸡进行了检查。在这个保护区,尖尾沙鹀和诺氏沙鹀一直在繁殖,产生杂交后代。尖尾沙鹀具有独特的生理适应能力,使它们能够在充满挑战的盐沼环境中更好地繁衍生息。

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新罕布什尔大学科瓦奇实验室主任洛根·麦克斯韦尔正在测试尖尾沙鹀的 DNA。诺氏鹀的DNA可能有助于尖尾鹀适应更高的栖息地,但杂交后,它们也可能失去一些独特的特征,而这些特征是它们在海岸成功生存的秘诀。

SSRI 开发了一种名为 Nest Ark 的小型结构,并正在对其进行实验。这是一个放置在沼泽泥泞土壤上的宽边杯子。它随着潮汐的变化而涨落,始终将鸟巢托出水面。

另一种选择可能是提倡种植更高的木本植物(例如香根草),以创造更能抵抗涨潮的繁殖栖息地。虽然尖尾沙鹀目前还不会选择这些高草,但也许有一天它们会选择。

SSRI 联合主任史蒂文·赖纳特 (Steven Reinert) 表示:“如果它们在高高的草丛中或附近筑巢,它们就可以在地面上生活,并在逃离洪水方面抢占先机。”

黎明前回到罗德岛,迪尔德丽·罗宾逊外出调查。她把裤脚塞进袜子里,防止蜱虫进入。沼泽苏醒时,罗宾逊一动不动,环视着草地。晨光照亮了蜘蛛网上的露珠,招潮蟹在周围乱窜,挖着洞穴,而她的头顶上,突然有一对鱼鹰俯冲而下。

她希望看到尖尾沙鹀妈妈像她的前几代母亲一样,从娇嫩的草丛下跳出来,巧妙地在食物丰富的环境中偷偷地为孩子们寻找营养。

尖尾沙鹀通常被称为“矿井里的金丝雀”,换句话说,它们是反映沼泽整体健康状况的指示物种。

罗宾逊停了下来,神色凝重。 “这只沙鹀告诉我们,盐沼里出了问题。鸟儿一直在告诉我们,但我们没有听。警告始终存在。”

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马萨诸塞州锡土特肯特街沼泽地,一只尖尾沙鹀在高高的灌木丛中鸣叫。不久之后,这种小鸟就会被添加到濒危物种名单中,但科学家表示,此举可能只会稍微推迟不可避免的灭绝。

作者:斯鲁蒂·古鲁德夫

摄影:劳伦·欧文斯·兰伯特

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