雪鹱觅食范围变化及其对古气候重建的启示：基于南极德龙宁马德地的追踪研究

《Movement Ecology》：Variability in foraging ranges of snow petrels and implications for breeding distribution and use of stomach-oil deposits as proxies for paleoclimate

本研究针对利用雪鹱（Pagodroma nivea）胃油沉积物重建古气候时缺乏其觅食范围数据的关键问题，通过结合光基地理定位器（GLS）和GPS记录仪对南极德龙宁马德地三个繁殖地的94只雪鹱进行追踪，揭示了其觅食范围随繁殖阶段和季节海冰变化的规律。研究发现，雪鹱核心觅食区始终位于外缘海冰边界以南约2°的边际冰带（MIZ），中位觅食距离在育雏守护期最短（约530公里），而在产卵前迁徙期最长（约1400公里）。结果表明，胃油沉积物可能整合了更广阔且季节性变化的海洋环境信息，且主要反映春季海冰条件，这为准确解读古气候代理指标提供了关键依据，并支持了繁殖分布受觅食生境可及性限制的假说。

　　

在南极这片冰雪覆盖的广阔天地中，生活着一种神秘而顽强的鸟类——雪鹱（Pagodroma nivea）。作为世界上繁殖地最靠南的脊椎动物，雪鹱几乎终生与海冰为伴，其生存策略与南极环境变化息息相关。更令人惊奇的是，这种鸟类在巢穴周围积累的胃油沉积物，形成了一种独特的生物档案，可以保存数万年的环境信息。科学家们通过分析这些沉积物中的化学标志物，试图重建卫星时代之前南极海冰的变化历史，这对于理解地球气候系统的长期变化规律至关重要。

然而，这一颇具前景的研究方法面临着一个根本性挑战：我们并不清楚雪鹱到底飞多远去寻找食物。这些胃油沉积物究竟记录了多大范围内的环境条件？雪鹱的觅食行为是否会随着季节、繁殖阶段和性别而变化？这些问题的答案直接影响着对古气候记录的解释精度。以往的研究往往基于有限的观测数据，可能低估了雪鹱的实际觅食能力，也未能系统揭示其觅食策略的动态变化规律。

为了解决这一知识空白，由Ewan D. Wakefield领导的研究团队在《Movement Ecology》上发表了他们的最新研究成果。研究团队选择了南极德龙宁马德地（Dronning Maud Land）地区的三个雪鹱繁殖地（Jutulsessen、Svarthamaren和Utsteinen），这些地点距离海岸约180-200公里，共有约5000对雪鹱在此繁殖。研究人员在2019年至2024年的多个繁殖季节，成功追踪了94只雪鹱个体，其中34只使用光基地理定位器（GLS），60只使用GPS记录仪。

为了准确解读追踪数据，研究团队开发了一套综合分析方法。他们首先根据记录器的干湿状态和光照数据确定了鸟类在繁殖地的时间，然后将GPS轨迹划分为不同的觅食行程。通过隐马尔可夫模型（HMM）对鸟类行为进行分类，区分出旅行、觅食和休息三种状态，确保只分析真正的觅食行为。为了更真实地反映雪鹱的实际移动距离，研究团队提出了“生物距离”的概念，考虑了鸟类往返海岸的特定路径选择，而非简单的直线距离。他们还利用核密度估计（KDE）和自相关核密度估计（AKDE）方法构建了利用分布（UD），以量化不同群体的空间使用模式。

研究发现，雪鹱的觅食范围存在显著的季节性变化。在繁殖周期中，觅食范围最大的时期是产卵前迁徙期，中位距离达到约1400公里；而在育雏守护期，这一距离缩短至约530公里；孵化期和育雏后期的觅食范围介于两者之间。这种变化与繁殖约束密切相关：当亲鸟需要频繁返巢照顾幼鸟时，它们的活动范围受到最大限制；而在繁殖前期，它们可以飞到更远的海域寻找食物。

更为重要的是，研究发现雪鹱的觅食位置与海冰边缘的位置存在密切关系。在整个繁殖季节，雪鹱的核心觅食区始终位于外缘海冰边界（定义为15%海冰浓度 contour）以南约2°（约220公里）的区域，即所谓的边际冰带（MIZ）。这一区域的海冰浓度通常在30%-60%之间，为雪鹱提供了理想的觅食环境。随着春季海冰的消退，雪鹱的觅食区也随之向南移动，表现出明显的资源追踪行为。

研究还发现，虽然雌性雪鹱比雄性轻约7%，但两性在孵化期和育雏期的觅食范围和空间分布上没有显著差异。不过，在繁殖前期，雄性雪鹱的觅食距离比雌性近约200公里，这可能与雄性需要更多时间保卫巢穴有关。不同繁殖地之间的雪鹱觅食范围相似，但核心觅食区在繁殖前期存在部分隔离，到了育雏后期则出现重叠，这可能反映了随着季节推进，适宜的觅食生境变得更加集中。

基于这些发现，研究团队对利用雪鹱胃油沉积物进行古气候重建的假设进行了重新评估。传统上，研究人员假设这些沉积物主要记录了巢穴周围数百公里范围内的环境条件。但本研究显示，雪鹱的实际觅食范围可能远大于此，特别是在繁殖早期。如果胃油沉积主要发生在巢穴竞争最激烈的繁殖前期（这一假设得到行为观察的支持），那么这些沉积物可能更多地反映了春季海冰条件，而非夏季条件。

此外，研究结果还支持了关于雪鹱繁殖分布受海冰条件限制的假说。目前，雪鹱在威德尔海西部的一些繁殖地可能依赖于沿海冰间湖（polynyas）提供的局部觅食机会，因为这些地区的外缘海冰在夏季仍然过于密集，难以接近。这一认识有助于理解在过去冰盛期，当海冰范围比现在大得多时，雪鹱是如何在南极生存的——它们可能依赖于冰间湖提供的局部无冰区域。

这项研究的意义不仅在于增进了对南极海鸟生态的理解，更重要的是为古气候研究提供了关键参数。通过量化雪鹱的觅食范围随季节和繁殖阶段的变化规律，研究人员能够更准确地解释胃油沉积物中的化学信号，从而提高古海冰重建结果的可靠性。在当今南极海冰快速变化的背景下，这一研究也为预测雪鹱种群对未来气候变化的响应提供了科学依据。

总的来说，Wakefield等人的研究通过先进的技术手段和细致的分析，揭示了雪鹱觅食行为的复杂动态，为南极生态学和古气候学的交叉研究搭建了重要桥梁。这些发现不仅解决了一个长期存在的科学问题，也为未来研究提供了新的方向和工具。随着技术的进步和数据的积累，我们对南极生态系统及其与全球气候系统的联系将会有更加深入的理解。