高纬度夜长缩短迫使鸟类转向昼行迁徙以维持飞行时长：光周期对迁徙行为的调控机制

这篇研究通过分析阿拉斯加7个气象雷达站(NEXRAD)20年数据，揭示了极端光照条件下鸟类迁徙行为的适应性调整。研究发现当高纬度地区夜长缩短至7.65小时以下时，候鸟会显著增加昼间迁徙比例（R2=0.41），但维持峰值迁徙活动稳定在太阳午夜前后（斜率-0.21），表明维持飞行时长优先于夜行性。该成果为理解迁徙决策机制提供了新视角。

　　

Abstract

研究利用阿拉斯加7个NEXRAD雷达站20年数据（404,272次扫描），分析极端光照条件下（夜长0-12小时）鸟类迁徙行为。通过广义加性模型(GAM)量化发现：当夜长短于平均迁徙时长（7.65小时）时，鸟类通过增加9%/小时的昼间迁徙比例（p<0.001）来维持飞行时长，而非缩短迁徙窗口。峰值迁徙时间始终稳定在太阳午夜前38分钟（标准差3.18小时），但随夜长缩短向黄昏偏移0.264小时/小时（95%CI[0.17,0.34]）。

Introduction

候鸟迁徙行为受飞行时长（如部分物种达15小时）、海拔（5-35 m s^-1垂直区间）等多因素调控。北极圈内极端光照（如65°N的费尔班克斯5月15日-7月28日无真正黑夜）创造了自然实验条件。相比人工光污染研究（Horton et al. 2023），该环境能揭示对自然光周期的原始响应。

Material and methods

数据经MISTNET算法预处理，剔除降水反射（WSRLIB包）和地面杂波（1月基准扫描）。保留10-30个垂直剖面（100m间隔）且空速5-35 m s^-1的数据。采用准泊松分布GAM模型（mgcv包，7节点）分析春（4/1-7/1）、秋（7/15-10/15）两季数据，筛选解释偏差>85%的采样日（最终688个有效日）。

Results

1. 时间格局：峰值迁徙在12小时夜长时偏离午夜±4.9小时，而0小时夜长时仅±0.45小时（White检验p<0.001）。

2. 持续时间：中位数迁徙时长在12小时夜长比0小时长2.7小时（斜率0.225，95%CI[0.147,0.238]），但中间50%活动仅延长0.79小时。

3. 昼夜分配：夜长<7.65小时时，夜行比例与夜长线性正相关（R²=0.41）；夜长>7.65小时则呈弱负相关（R²=0.058），可能与秋季水禽增加有关。

Discussion

研究证实候鸟优先保持飞行时长（春迁季更显著）而非严格夜行性。这与斯堪的纳维亚研究（Nilsson et al. 2015）结论一致，但首次通过单夜尺度分析揭示：

• 时间稳定性：峰值迁徙与太阳时而非黄昏时同步，支持内源性生物钟主导假说。

• 生态意义：昼间迁徙增加可能源于：① 视觉定向补偿（Muheim et al. 2018）；② 物种组成变化（如西北部诺姆站涉禽比例高）。

  未来需结合个体追踪（如MOTUS）区分物种特异性响应，并关注气候变化导致的迁徙物候偏移（Horton et al. 2020）。