通过多年追踪与光学浮游动物数据揭示的北极变化环境中一种远洋海鸟——小海雀Alle alle的潜水生态学特征

《Movement Ecology》：Diving ecology of a pelagic seabird, the Little Auk Alle alle, in a changing Arctic revealed by multiyear tracking and optical zooplankton data

　　

摘要

在迅速变暖的北极地区，海鸟作为生态系统变化的监测者，能够反映出海洋环境状况和猎物动态的变化。小海雀Alle alle是一种生活在高北极地区的食浮游动物的海鸟，在繁殖期主要以冷水中的Calanus属物种为食。为了了解它对环境条件及猎物供应量年度间较大波动的应对方式，我们在斯匹次卑尔根岛的一个鸟群中，选取了五个水文条件差异较大的年份，研究了正在哺育幼鸟的成鸟的觅食生态。根据以往的研究，我们推测小海雀可能采用三种觅食策略：最优策略（在最佳觅食条件下活动）、努力策略（在不利条件下仍努力觅食）以及反应策略（在条件介于两者之间的情况下调整行为）。为了研究小海雀的觅食行为，我们使用了温度-深度记录器与全球定位系统记录器相结合的设备。为了评估猎物的可用性，我们还采用了激光光学浮游生物计数器，并结合电导率-温度-深度传感器，来收集鸟类觅食区域的高分辨率浮游动物分布数据。基于这些数据，我们模拟了在不同深度和温度组合下，各年份间以及同年内的Calanus属物种的丰度情况，以此展现水柱中觅食条件的变化。我们还利用基于10个温度-深度记录器参数的人工神经网络——自组织映射，分析了小海雀的潜水模式，将其分为三种类型：短浅潜水、中等深度潜水以及深长潜水。小海雀主要采用两种觅食策略：以短浅潜水为主、针对首选猎物的最优觅食策略；以及结合短浅潜水和深长潜水、以其他猎物补充首选食物的反应式觅食策略。这些鸟类会根据影响首选猎物供应的水文条件，在不同年份之间切换这两种觅食策略。有趣的是，最优觅食策略出现在环境条件差异较大的年份：最寒冷的2021年、最温暖的2023年以及气候条件复杂的2024年；而反应式觅食策略则在较温暖的2018年和气候条件复杂的2022年更为常见。在所有年份中，小海雀的首选猎物Calanus glacialis都会被其他猎物如Calanus finmarchicus、磷虾类幼体或寄居蟹Pagurus属物种的幼体以不同比例所替代。我们的研究表明，小海雀能够在不断变化的高北极环境中展现出出色的觅食灵活性。