综述：东湾岛野外站北极鸟类长期监测（1996–2023）——卡克绍克图克候鸟保护区内

本综述系统回顾了加拿大环境与气候变化部（ECCC）在东湾岛野外站（East Bay Island Field Station）长达28年（1996–2023）的北极鸟类生态学研究。研究聚焦于北极常见绒鸭（Somateria mollissima borealis）的种群动态、迁徙、繁殖生态、疾病（如禽霍乱）、污染物（如汞、镉）影响以及气候变化引发的生态级联效应（如北极熊捕食压力增加）。通过整合标记重捕、卫星追踪、生理采样及因纽特传统生态知识，项目不仅为国际候鸟保护政策（如格陵兰狩猎管理）提供了关键数据，也揭示了环境变化下物种适应性反应的复杂机制，凸显了长期生态研究（LTEES）在北极生态系统监测中的不可替代价值。

　　

引言

北极常见绒鸭（Somateria mollissima borealis，因纽特语称"mitiq"）是一种在其分布范围内被广泛猎捕的水禽，其蛋、肉和绒羽具有重要经济价值。20世纪90年代，原住民和国际社会日益担忧加拿大北极地区繁殖的绒鸭种群数量正在下降。为此，加拿大环境与气候变化部（ECCC）于1996年在南安普顿岛东湾的一座无人小岛上建立了野外研究站，旨在开展一项长期的绒鸭种群统计学研究，为狩猎管理提供依据。

东湾岛野外站的历史

历史背景

东湾岛研究站位于卡克绍克图克候鸟保护区内，该区域因其丰富的鸟类多样性而被认定为加拿大重要鸟区。考古证据表明，该岛历史上因纽特人曾频繁访问，是几个世纪以来可靠的绒鸭繁殖地和狩猎点。早期生物学调查确认该岛支持着加拿大北极地区已知最大的绒鸭繁殖群。

应对新兴保护问题

针对绒鸭数量下降的担忧，ECCC启动了标志性的带放计划和标记重捕研究，以估算成年绒鸭的存活率，评估狩猎的可持续性。因纽特生态知识、考古证据和生物学报告均指出东湾岛是理想的研究地点。

早期建站与挑战

1996年建站之初，研究团队面临严峻挑战，尤其是海冰状况对物流运输的支配性影响。人员和物资的进出严重依赖海冰条件，生活条件艰苦，早期驻扎在帐篷中。随着时间的推移，工作站的基础设施逐步改善，先后建造了睡眠小屋、实验室和厨房小屋，并安装了太阳能供电系统和防熊电网，大大改善了工作条件和安全性。

监测计划的发展

绒鸭环志

项目开发了一种大型飞行网捕获技术，用于在绒鸭产卵前进行捕捉和环志。截至2023年，共环志了8738只成年普通绒鸭和578只王绒鸭。此外，还通过建造类似鱼堰的装置，成功为2339只绒鸭幼鸟进行了环志。

环号读取与巢穴监测

研究团队在岛上建立了观察盲区，使用 spotting scopes 读取带有唯一颜色字母数字组合的脚环，以进行个体识别。长期研究样地用于监测绒鸭的到达、产卵 initiation date、巢址忠诚度、补充量和巢结局。

生物样本采集

年度环志工作为收集生物样本和开展实验研究提供了独特机会，研究内容包括：

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  污染物与寄生虫：分析了肝脏、肾脏和血液中的微量元素（如汞、镉、硒）浓度，并探讨了寄生虫负担与污染物之间的相互作用，发现寄生虫可能吸收并清除宿主体内的污染物。
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  遗传学：利用分子标记研究了繁殖雌性绒鸭基于亲缘关系的社会性，证实了在迁徙、巢址选择和育雏离岛过程中存在强烈的雌性亲属群体。
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  疾病：2005-2006年爆发的禽霍乱（由 Pasteurella multocida 细菌引起）造成了大量绒鸭死亡。长期监测使得能够研究疾病对繁殖、生理指标和存活率的影响，并证实群体免疫力的形成是疫情结束的关键。
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  生理标志物：收集血液、羽毛等样本，用于分析皮质酮（CORT）、 triglycerides、卵黄蛋白原（vitellogenin）等生理指标，以了解其与繁殖决策、环境压力之间的关系。

脊椎动物生物多样性

每日记录在岛上及周边观察到的鸟类和哺乳动物物种，建立了该地区野生动物出现和丰度的历史记录。

北极熊监测与行为研究

北极熊的出现频率日益增加，对其捕食行为的研究成为重点。通过安装 trail cameras、使用无人机 aerial drones 进行航拍，详细研究了北极熊捕食绒鸭巢穴的行为生态学及其能效。研究发现，北极熊并非高效的捕食者，其搜索行为未随巢穴密度调整，且许多熊在巢穴耗尽后仍滞留岛上，导致能量净消耗。

雪鹀研究

利用岛上高密度的雪鹀繁殖种群，研究了其性选择、配偶选择、迁徙、繁殖物候以及对气候变化的反应。研究发现，雄性通过鸣叫和羽色信号展示其质量，迁徙存在东西部种群的分化（哈德逊湾作为迁徙分界线），且繁殖时间与节肢动物出现时间的错配会显著降低繁殖成功率。

数据管理

为确保长期数据质量，项目开发了关系型数据库，并设立了专职数据管理员岗位，负责数据录入、清理和查询，有效支持了众多研究课题的数据分析需求。

东湾岛长期研究的关键发现

种群生态学、分布、迁徙与猎捕

环志回收和卫星追踪研究揭示了繁殖于加拿大北极的绒鸭与西格陵兰和加拿大 Atlantic 越冬地之间的迁徙联系。研究表明，格陵兰的冬季狩猎水平不可持续，这直接促成了2001年格陵兰狩猎法规的修改，大幅降低了绒鸭的冬季死亡率，标志着环北极海鸟保护最成功的国际合作之一。对绒鸭组织的X光检查发现，相当高比例的个体体内嵌有铅弹，反映了历史上的狩猎压力。

绒鸭繁殖生态学

研究表明，绒鸭的越冬地点（格陵兰或纽芬兰/拉布拉多）影响其到达繁殖地的身体状况和繁殖决策。当地海冰状况通过影响取食机会，进而影响绒鸭的繁殖倾向、产卵时间和繁殖成功率。生理学研究揭示了个体在能量需求、脂肪积累和卵泡发育方面的差异如何驱动繁殖投资和输出的变化。

污染物、寄生虫与病原体

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  污染物：研究发现绒鸭体内污染物水平存在地理和年际差异，并与免疫指标、应激反应和繁殖激素相关。
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  寄生虫：实验研究表明，肠道寄生虫群落庞大的个体对汞和铅的暴露水平较低，提示寄生虫可能对宿主起到一定的"解毒"作用。
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  病原体：对禽流感病毒（AIV）的监测显示了年度间感染率的变化。对禽霍乱疫情的长期跟踪研究，为了解野生种群中疾病的传播、影响和消退机制提供了宝贵案例。

银鸥生态学研究

研究表明，在东湾岛繁殖的银鸥与其他地区的种群在迁徙行为上存在显著差异，它们进行长距离迁徙至墨西哥湾越冬。对其卵中污染物的分析显示，与南部城市繁殖的银鸥相比，东湾岛的银鸥卵中某些 perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs) 浓度较高，可能与其在污染严重的工业区越冬有关。

北极熊生态学研究

长期记录表明，北极熊在岛上出现的频率与区域海冰提前破裂的时间显著相关。当海冰平台过早消失，北极熊更早登陆，增加了与地面营巢鸟类的相互作用。无人机研究显示，北极熊捕食绒鸭蛋的效率不高，且许多熊在巢穴耗尽后滞留会导致能量负平衡。银鸥会利用北极熊惊飞孵卵雌鸭的机会窃食鸟蛋。

社区参与与因纽特知识在研究中的应用

自项目启动以来，与 Coral Harbour 社区的合作至关重要。Aiviit 猎人与捕兽者组织（HTO）的支持和指导对项目的成功至关重要。项目通过年度会议、学校讲座和雇佣当地人员等方式与社区保持密切联系。因纽特传统生态知识（ITEK）在识别禽霍乱疫情、北极熊捕食增加等新兴生态问题方面发挥了关键作用，并帮助引导了实地研究的方向。近年来启动的因纽特野外培训计划（IFTP）旨在增强因纽特人在环境监测方面的能力和领导力。

研究监测对政策的直接贡献

东湾岛项目产生的数据直接支持了《环北极绒鸭保护战略与行动计划》的实施。关于成年存活率和繁殖成功率的估计为国际狩猎管理模型的建立提供了关键参数，最终促成了格陵兰狩猎法规的改革。关于气候变化（海冰减少）如何改变北极熊-鸟类捕食者-猎物系统的研究，被纳入《北极生物多样性评估》和《北极海洋生物多样性状况报告》等重要的环北极评估报告。

未来监测展望：战略性调整项目方向的需要

近三十年的研究取得了远超预期的成果。然而，近年来北极熊在绒鸭孵卵期提前上岛捕食的现象日益频繁且严重，导致绒鸭繁殖连续多年失败，种群数量持续下降。同时，熊的频繁出没迫使研究团队缩短野外季节，影响了关键长期数据的收集，且北极研究成本不断攀升。综合考虑安全风险、成本效益和科学目标，ECCC决定在2024年野外季节后关闭东湾岛野外站。

研究站的关闭也为将研究资源重新导向加拿大东部北极其他能更好应对绒鸭保护和管理的区域提供了机遇。例如，2024年已在巴芬岛南海岸重新启动了绒鸭种群调查项目，结合在东湾岛获得的关于绒鸭生态和北极熊捕食模式的知识，将继续为理解和应对北极环境变化做出贡献。东湾岛野外站的遗产不仅在于其丰富的科学产出，更在于它培养了一代又一代的北极科学家和环境保护者。