摘要：從北極圈到莫哈韋沙漠，海陸棲息地正在快速變化。這些變化影響著已適應(yīng)特定生態(tài)位(ecological niches)的動物們，有時候迫使它們遷徙，有時候促使它們的數(shù)量減少。憑借特殊優(yōu)勢，衛(wèi)星特別適合觀察動物的遷移，并幫助科學(xué)家們預(yù)測由動物的分布、數(shù)量和遷移所帶來的影響。在舊金山美國地球物理學(xué)會周一的新聞發(fā)布會上，三名研究員討論了衛(wèi)星的詳細觀測是如何推動隨著時間而變化的生態(tài)學(xué)研究的。發(fā)言人論述到，北極海冰覆蓋的變化成功地幫助科學(xué)家預(yù)測在接下來的35年里，北極熊的數(shù)量將減少30%。

他們還談到，顯示北美干旱引發(fā)植物減產(chǎn)的衛(wèi)星圖像，為食草動物與其捕食者接下來的遭遇提供了線索。最后，他們也討論到，關(guān)于植物生長的衛(wèi)星數(shù)據(jù)表明俄羅斯極北地區(qū)的野生馴鹿群的密度正如之前所想一般，并未引發(fā)該地區(qū)的過度放牧。

北極熊數(shù)量的長期衰減

一只年幼的北極熊坐在阿拉斯加博夫特海南岸。在北極某些地方，海冰消融導(dǎo)致北極熊每年夏天在岸上度過更多時間。

圖片來源：美國魚類及野生動物管理局

北極熊生存的各方面差不多都要依賴海冰，包括捕食、出行和繁殖后代。NASA和其他一些機構(gòu)的衛(wèi)星從1979年到現(xiàn)在一直在記錄海冰的變化，數(shù)據(jù)顯示在1979年－2015年期間，北冰洋海冰平均以20,500平方英里（53,100平方公里）每年的速度在收縮。最近，北極熊亞種群的情形變化莫測，在北極一些地區(qū)，北極熊的數(shù)量似乎正在下降，但是在其他地方，它們的數(shù)量卻趨于穩(wěn)定甚至似乎有所增加。

“當(dāng)我們預(yù)想到幾十年后，氣候模型預(yù)測北極冰層將遭受嚴(yán)重消融，毫無置疑這將會對整個北極熊的分布產(chǎn)生不利影響，因為它們嚴(yán)重依賴海冰，”西雅圖華盛頓大學(xué)極地科學(xué)中心（University of Washington's Polar Science Center in Seattle）的研究員和全球北極熊種群預(yù)測研究的合著者Kristin Laidre說。USFWS的研究員Eric Regehr在阿拉斯加的安克雷奇領(lǐng)導(dǎo)了這項研究，報告被發(fā)表于12月7日的生物學(xué)快報（Biology Letters）期刊上。

“在短時間內(nèi)，我們能夠觀測到海冰消融對北極熊亞群的多種影響，”Laidre說?！袄?，在北極的一些地區(qū)，比如楚科奇海域，北極熊看起來很健康、強壯而且繁殖能力良好——這有可能是因為這個地區(qū)的生態(tài)產(chǎn)量特別豐富，因此在對北極熊產(chǎn)生消極影響之前，你可以承受一些海冰的消融。但是在北極的另一些地方，像哈德遜灣西部，研究表明，由于可生存的海冰減少，北極熊的生存和繁殖均已下降?！?/p>

Regehr、Laidre以及他們的同事的結(jié)果都出自世界自然保護聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature s，簡稱(IUCN)紅色名錄的北極熊種群。為了判定對物種的威脅程度，IUCN要求科學(xué)家們預(yù)測物種在三代之后數(shù)量將會有怎樣的變化。使用整個北極地區(qū)11個北極熊亞種群成年母熊所收集的數(shù)據(jù)，Regehr和Laidre的團隊計算出北極熊的世代間隔——成年母熊繁育時的平均年齡——為11.5歲。接著他們使用衛(wèi)星記錄的北極海冰面積計算冰層消融的速度，并對未來做出推測估算大致在三代北極熊，也就是35年內(nèi)，有多少海冰將會消融。

最后，科學(xué)家們評估了不同情況下北極熊數(shù)量和海冰之間的關(guān)系。其中有一項評估表明北極熊數(shù)量的下降和海冰的消融成等比例關(guān)系。在其他的情況下，研究者使用現(xiàn)有的少量數(shù)據(jù)分析了北極熊的數(shù)量變化與海冰消融之間的關(guān)系，使用四個現(xiàn)有的北極熊生態(tài)區(qū)的北極熊亞種群的所有可用數(shù)據(jù)，并往后推測這些觀察到的趨勢。

他們總結(jié)到，從所有情況中取中間值，在接下來的三四十年里，全球北極熊的數(shù)量極有可能銳減30%，這也支持了將北極熊列為IUCN紅色名錄上的易危物種。

“預(yù)測物種未來的數(shù)量，尤其是預(yù)測棲息在廣袤又偏遠地區(qū)的動物的數(shù)量是非常困難的，”Regehr說?！暗墙K究北極熊需要海冰才能成為北極熊。這個研究也成為了一些逐漸增加的證據(jù)的一部分，那就是當(dāng)物種棲息地連續(xù)減少時，它們的數(shù)量將面臨大量減少?！?/p>

干旱與美洲獅

猶他州奧克爾山的成年雌性美洲獅。這個帶領(lǐng)圈的母獅子是1997年到2013年美洲獅種群數(shù)量研究的對象之一。

圖片來源：猶他州立大學(xué)/David Stoner

美國西南部被認為是非常容易隨著氣候的改變而發(fā)生干旱的地方。植物減少的后果不僅將影響像長耳鹿這樣的食草動物，它們的主要捕食者美洲獅可能會遭受更大的沖擊。

為了估算猶他州、內(nèi)華達州和亞利桑那州長耳鹿和美洲獅的數(shù)量和分布情況，位于猶他州洛根的猶他州立大學(xué)（Utah State University）的野生動物生態(tài)學(xué)家David Stoner，使用由NASA的Terra和Aqua衛(wèi)星發(fā)射的中分辨率成像光譜儀（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，簡稱modis）獲取植物產(chǎn)量的圖像，并用無線電遙測技術(shù)測量動物的密度和運動，他發(fā)現(xiàn)植物的生產(chǎn)力與長耳鹿和美洲獅的密度之間有強烈的關(guān)聯(lián)。

“測量美國西部數(shù)量龐大的長耳鹿從邏輯上來說是很困難的，風(fēng)險太大而且耗資太多。對于美洲獅，更是沒法想象?！盨toner說?！暗菧y量植物的變化相對而言則簡單太多，而且花費也在接受之內(nèi)。通過這次的研究，我們建立了一個模型，野生動物管理員能夠利用它去估算鹿和美洲獅這兩大有巨大經(jīng)濟重要性的生物群的密度?！?/p>

利用2002年美國西南部嚴(yán)重干旱時期的植被生產(chǎn)力的地圖，Stoner模擬出當(dāng)極端干旱成為常態(tài)時，鹿和美洲獅的分布和數(shù)量。

“2002年的降雨量比，歷史記錄平均值低30%，”Stoner說?！巴ㄟ^測量遭受干旱的植被，我們的模型預(yù)測長耳鹿的密度將下降22%。至于美洲獅，下降的幅度為43%。美洲獅的密度要遠低于長耳鹿，獵物數(shù)量的任何衰減，將會對它們的生育率和種群數(shù)量造成不均衡的影響。”

長耳鹿是受歡迎的狩獵動物，吸引著大量有錢人通過狩獵娛樂或者旅游來到鄉(xiāng)村地區(qū)，。但長耳鹿對經(jīng)濟也有不利的影響，它們常引發(fā)車禍、吞噬莊稼以及破壞花園。

干旱將使人類聚集地對鹿群產(chǎn)生更大的吸引力，因為農(nóng)田和郊區(qū)會有灌溉，而且綠植長勢良好，”Stoner說?！暗c此同時，美洲獅將會追尋長耳鹿的足跡。因為這些動物的數(shù)量日益減少，我們將損失一些它們帶來的經(jīng)濟效益，

野生馴鹿的長途旅行

2003年，夏天，俄羅斯北部的泰米爾馴鹿

圖片來源：Leonid Kolpashchikov

俄羅斯最北部地帶的泰米爾馴鹿是世界上最大的野生馴鹿群，也是泰米爾半島原住民的重要食物來源。

世界各地的馴鹿種群正在慢慢衰減，有些地方甚至是災(zāi)難性的；在泰米爾，自2000年后馴鹿的數(shù)量已經(jīng)減少了40%，現(xiàn)在僅剩600,000只左右，”錫達福爾斯市愛荷華州北部大學(xué)（University of Northern Iowa）的副教授Andrey Petrov說。

Petrov查閱了自1969年以來的歷史數(shù)據(jù)，并確信由于氣候變化和人類給予的壓力，野生馴鹿的分布和遷移模式正在不間斷地發(fā)生變化。鹿群被迫遷移到東部遠離人類活動的地方。與此同時，鹿群在夏日期間遷徙到更靠北、海拔更高的地帶，這可能是為了避開逐漸升高的氣溫和蚊群。

“泰米爾馴鹿在它們冬天至夏天的遷徙過程中不得不進行長途跋涉，而這會引發(fā)很高的幼鹿死亡率。” Petrov說?！傲硗庖恍┰斐筛咚劳雎实脑騺碜杂谠絹碓蕉嗟奈孟x叮咬，以及動物在遷徙過程中不得不跨過提前融冰的河流。

Petrov還使用來自NASA/美國地質(zhì)調(diào)查局（United States Geological Survey）陸地衛(wèi)星項目的圖像來判斷出現(xiàn)在它們夏天棲息地的馴鹿是如何影響植被的。他發(fā)現(xiàn)，正如預(yù)料中的那樣，當(dāng)馴鹿開始啃食這片土地時，草本植物的面積會減少，但當(dāng)動物們離開幾周后，植被又恢復(fù)原樣。這個發(fā)現(xiàn)反駁了因為過度放牧而導(dǎo)致2000年以后泰米爾馴鹿數(shù)量減少的理論。