四、八方亭探寻雨燕
“生物如何进行长距离迁徙?”,一直是学术界广泛关注的议题,也是《科学(Science)》杂志125个最具挑战性科学问题之一。
要想保护好一种鸟类,就要先去了解它的行为。北京雨燕始终是一种让人困惑的鸟儿,为什么每到7月份就从北京集体消失?它们去了哪里?又为什么会回来?有太多谜题难以说得清。
这当然也困扰着赵欣如。北京雨燕只有30~40克重,这么小的鸟类是如何完成近30000公里迁徙的?它们为何每年按照相同的路线迁徙?刚刚在北京出生的小雨燕完全没有迁徙经验,它们如何成功飞到越冬地的?
从这些角度来讲,北京雨燕是研究动物迁徙的理想物种。
但对北京雨燕的研究,长期以来一直是空白。有限的科研论文中,间或有对北京雨燕提及,却从没有专门的普查,这种老北京人习以为常的鸟儿,从来没有被专题性地研究过。
而最早展开研究的,应该算北师大的张正旺教授,张正旺同样毕业于北师大生物系,当赵欣如在北师大留校当助教时,张正旺正在上大学,他毕业后也同样留校任教。
2001年到2002年,张正旺教授的硕士生白勇,首先对北京地区北京雨燕的种群数量、分布、迁徙、栖息地选择、繁殖和环境生物学进行了调查研究,在其论文《北京雨燕的生态学研究》中,白勇给出的结论是,近些年在北京地区的分布及数量呈下降趋势。
北京雨燕约有3000只的这个估算数字,正是出自于这个研究。当时,前述论文的作者刘阳正在读大学本科,他参加了北京师范大学张正旺教授的北京雨燕调查项目,跑去前门、鼓楼、颐和园等地数雨燕。
这是关于北京雨燕屈指可数的一项研究。再者,就是1997~2001年高武老师带着他的学生们,在颐和园八方厅开展鸟类环志持续了5年。而高武退休后,这项研究工作也就停了下来,这一停又是5年。
2007年,赵欣如和北京观鸟会的这些环志志愿者们,决定在颐和园重启雨燕环志,这一次,从2007年一直持续到2019年(因疫情暂停了3年)。
颐和园的廓如亭,号称“中国最大的亭子”,占地140多平方米,位于颐和园东堤十七孔桥桥头。廓如亭有八角重檐,平面呈八方形,因此又被叫做“八方亭”。它有两层厚重屋顶,屋檐下装饰彩画,亭子看上去沉稳雄浑又不失华丽。夏天,屋顶构筑的繁复木结构里,藏着许多雨燕正在使用的巢,雨燕展翅出巢,便飞往开阔的昆明湖面。
晨曦中的廓如亭雨燕环志进行时 楚建梅摄于颐和园廓如亭
赵欣如是这一项目的主持者,他和环志志愿者量了廓如亭每个廊洞的长高规格,剪开手头的一些鸟网,改成适合在八方亭使用的新网,把所有廊洞完整包裹,以提高捕获率。相比正阳门等其他北京雨燕繁殖和开展研究的地点,颐和园廓如亭的建筑物不是很高,操作起来比较方便。
每次捕捉,他们必须在凌晨两点多钟就布网,天刚蒙蒙亮时,雨燕从廓如亭飞出来,由于光线不好会撞到网上。从2015年开始,环志志愿者们每捕获一只雨燕后,要查看其是否佩戴了定位器。如果有,那就意味着可以回收这只雨燕在一年中飞行的有效数据。
等游客早上8点多陆续进园时,雨燕环志的操作往往已经完成。
重捕的工作和给鸟类环志一样,其难点在于,环志志愿者们在凌晨就要开始准备工作,在颐和园开园前进行操作,以免错过雨燕清晨离巢可被网捕的机会。几年下来,每年捕获的带环雨燕的几率不低,数据证明,雨燕有稳定的巢区和“归家”的本能。
有一年,环志志愿者捕获了12年前高武环志的雨燕,这说明,雨燕的自然寿命至少能达到13岁。因为没有定位器,依靠传统的环志,只是在原地回收,只能判断被回收雨燕的年龄。但除此之外,没有任何关于迁徙路线的研究进展。
深夜,雨燕追踪研究项目总指挥赵欣如带领环志志愿者们布设捕捉网 张为民/摄
如果想要搞清楚北京雨燕到底去了哪儿?还需要更深入地研究,这便受困于科研经费了。
从重启这项研究起,赵欣如多次向有关机构申请过课题经费。遗憾的是,这个研究始终难以引起相关方面的重视,研究课题难以立项。全国鸟类环志中心是环志的指导单位,只能在批准研究之后,发放免费的金属标志环——一种统一且具有唯一性的金属环,根据《野生动物保护法》下的环志管理条例,这个环志金属环也只能由全国环志中心派发。
虽然对北京雨燕的环志和研究,是国家允许开展的科学实验。但作为边缘学科的鸟类学,科研经费是极其有限的,“研究北京雨燕的迁徙路线”,常常要被反问一句:这个课题有什么意义?
在大多数科研管理者来看,这样的研究属于“无用”之学。
赵欣如虽然常常收获沮丧与无奈,但好在有一批充满热情的环志志愿者,即便得不到经费支持,他们在颐和园八方亭的鸟类环志,仍然一年一年的坚持了下来,谁让他们热爱呢?
一次偶然的机会,改变了对北京雨燕的研究进程,这源于赵欣如的学生、北京观鸟会会员朱雷参加的一次国际会议。
2013年,朱雷到德国柏林参加了一次雨燕保护的学术会议,面对众多欧洲的鸟类学者做了一次交流,分享了赵欣如团队在北京颐和园廓如亭的研究。朱雷谈到,赵欣如带队的志愿者们,每年要做3次到4次北京地区的雨燕调查,而通过颐和园廓如亭的环志,已经有了一些数据积累。
与会者里,有多位雨燕研究的学者,他们马上就意识到“北京雨燕研究”的价值。朱雷的发言刚一结束,他们就找到朱雷,询问能不能参加进来,而且提出,他们可以提供更先进的光敏定位器,来参与到这项研究中。
突如其来的喜悦让朱雷有些懵,他询问赵欣如,赵欣如当即表示:何乐而不为呢?
欧洲学者提到的光敏定位器,是什么装备呢?
地球上不同地点,日升日落时间是不一样的。太阳升起时,光会逐渐变强;太阳落下时,光逐渐变弱。这样,根据微型光敏定位器记录的数据,通过一些计算和分析,可以反推出北京雨燕大概处于什么位置。
微型光敏定位器最大的优势在于轻盈。因为鸟类佩戴的定位器不能超过其体重的3%。北京雨燕体重只有30-40克,不足一个鸡蛋重,所以定位器最好不要超过1克,微型光敏定位器只有0.67克,可以很方便地让北京雨燕背在背上。
为北京雨燕戴上光敏定位器,回收后可以读取它飞行的轨迹 张为民/摄
对定位器,赵欣如并不陌生。从1992年起,赵欣如便跟着郑光美先生在山里给小鸟带过定位器,但是那时候定位器是无线电追踪器,只能适合在一个繁殖的稳定巢区里做,做候鸟的追踪迁徙路线则不行,信号收不回来。
赵欣如那时就在想,中国鸟类学界需要研制一种用于鸟类迁徙研究的定位器,这在技术上其实并不难实现。不过可惜的是,因为鸟类研究在中国是冷门中的冷门,国内没有相关的研究机构进行研发制造,开展此项科研,只能使用国外的光敏定位器。
不管怎么说,陷入停滞的北京雨燕迁徙路线研究,看到了新的曙光。由外方提供光敏定位器和相关技术维护,由赵欣如设计研究方案和实施环节,并带领环志志愿者们付诸行动,北京雨燕的研究,在2014年发生了质的飞跃。
在这次跨国科研合作中,赵欣如作为实验的主导者,还是很持正地表明了中方立场:这个项目必须由中国观鸟会(此时的北京观鸟会已经更名为中国观鸟会)主持,因为知识产权的归属必须明确,但研究成果可以共享。
就这样,瑞典隆德大学Susanne Åkesson教授、比利时鸟类环志专家Lyndon Kearsley、英国雨燕保护专家Chris Hewson和Dick Newell先后来到北京,在颐和园廓如亭,和赵欣如带领的环志志愿者们一起,捕获雨燕,放飞雨燕,开展定位器跟踪研究。
2014年这一年,赵欣如带着环志志愿者们,在凌晨两点就去布网,最终捕获并佩戴了31只光敏定位器。因为光敏定位器本身不发出信号,需要回收后下载数据。到2015年北京雨燕再次飞回颐和园,当佩戴了光敏定位器的北京雨燕被再次捕获的时候,光敏定位器记录下的才是有效的研究数据。从2014年开始,他们连续三年共给66只北京雨燕佩戴了光敏定位器。
由于个体差异,66只被佩戴定位器的雨燕,有的可能并没有回到颐和园,有的可能中途死亡了,还有的可能回到了廓如亭却并没有被重捕到。因此,数据的积累不仅是一个概率问题,更要坚持长期主义,因为有的北京雨燕并非是第二年飞回北京时重捕到的,也可能是第三年或者第四年才被重捕到,这种情况下,北京雨燕也积累了更多的数据信息。
由于北京雨燕造巢区域和蝙蝠的栖息洞穴极为接近,每次凌晨布网,雨燕还没出飞,蝙蝠就会先冲到网上,环志志愿者们要冒着被咬的风险,把蝙蝠摘下放进事先准备好的笼箱,待雨燕工作结束后,将蝙蝠放飞。
天亮后也有天亮后的烦恼。很多游客初次见到布网的环志志愿者们,认为是在公然地捕鸟、害鸟,会大声谴责或打电话举报,这让赵欣如和环志志愿者们哭笑不得。后来,每次实施捕获和环志的时候,中国观鸟会都会在廓如亭四周设置科普展板,安排专门的志愿者,为游客现场讲解鸟类环志的知识和意义。
这样,又历时了4年,最终回收了40余只佩戴光敏定位器的雨燕,其中25只北京雨燕的迁徙路线数据清晰、有效。在全球鸟类迁徙的研究中,这个数据量是比较充分的,文章因此得以在权威杂志上发表。
楼燕儿到底去哪儿了?这个几百年来困扰着北京人的问题,终于得到了揭晓:
每年七月,八方亭的北京雨燕从颐和园出发,向西北方向飞行,进入蒙古,再飞回新疆等地,跨越天山,然后途经中亚数国,再以一个大弧线的路径向西南方向飞去。后经过伊朗、伊拉克、沙特阿拉伯穿越红海进入非洲大陆。接着,北京雨燕会一路南下,穿越索马里、埃塞俄比亚、肯尼亚、坦桑尼亚、刚果(金)、安哥拉等国,最后于10月底11月初抵达越冬地。
非洲大陆南端的纳米比亚、南非、博茨瓦纳,是北京雨燕的主要越冬地,至此,这个体型娇小的“飞行家”,已经飞经近30个国家。
第二年的2月份左右,北京雨燕便启程返回北京,路径基本上和迁来时相同。4月份前后,再次回到颐和园,又回到了阔别9个月的八方亭。一年的迁徙往返,飞经了37个国家。这一迁徙路径(包括中途的缓慢飞行),往返距离大约3.8万公里,接近地球赤道的长度。
这些数据,足可以代表一个种群的迁徙路线,赵欣如和他的学生们、环志志愿者们,通过长时间的不懈努力,取得了一次成功,享受到了科研的乐趣。
由北京雨燕研究提及的张正旺、丁长青、刘阳等专家,虽然都曾是赵欣如的学生,但赵欣如认为,他们在专业上做得比自己要优秀得多。得益于郑光美院士学术思想的影响,更得益于老一辈学者对科学研究的执着精神的感染,中国已经有一批中青年的鸟类学学者成长了起来,中国鸟类学研究的面貌,有待他们去改写。
中国观鸟会的环志志愿者,是开展这次跨国科研合作的主力军,每次八方亭环志现场,都有30-40位环志志愿者同时“出战”。而来自瑞典、比利时和英国的几位鸟类学者,也贡献了强大的支持力量,这让对雨燕的这种鸟儿的研究,获得了巨大的突破。
让我们说说那位关键先生朱雷吧。
朱雷也是北京人,他最早野外观鸟时,还是一名中学生。一次偶然的机会,朱雷慕名跟着家长到访过赵欣如的办公室。从小爱鸟的朱雷,问赵欣如怎么考北师大的生物学专业,赵欣如鼓励他努力考,如果难度太大,可以考虑先考其他院校的相关专业。
后来,朱雷考取了北京林业大学的生物学,学了自己喜爱的专业,也以研究鸟类作为自己毕生的志向。可巧,朱雷硕士研究生导师丁长青教授,也曾是赵欣如的学生。朱雷不负众望,也成为了鸟类学的博士,目前在新西兰工作,研究方向是通过鸟类和相关的生物信息的传播来进行科学教育。
爱鸟人的圈子很小,赵欣如出版的《中国鸟类图鉴》,朱雷作为副手列名副主编,2022年出的《北京鸟类图谱》,赵欣如作为第一主编,朱雷是第二主编。
前面提到的论文第一作者刘阳,也是北京人,同样也是赵欣如的学生。赵欣如开设《鸟类环志与保护》选修课和周三课堂的时候,刘阳就是课堂上专注听讲的那个,他跟着赵欣如一起观鸟,参加了赵欣如的多个科研项目。
后来,刘阳考取了张正旺教授的硕士,又到瑞典读了鸟类学博士,学成回国后,进入了中山大学。刘阳不光对宏观生物学熟悉,也在做微观上颇有建树,他跑了好多国家,采集了很多鸟的样品。因此,在北京雨燕后期的研究中,赵欣如渐渐退居次席,刘阳成为了主力。
如今,刘阳已是中山大学的博士生导师,那篇论文的第一作者赵岩岩,则是刘阳的博士生。因为捕获的北京雨燕,需要取血样做性别鉴定。而刘阳在中山大学拥有了一个研究团队,有专门的实验室能做DNA分析实验。因此,从2015年开始,刘阳每次都是先来取样品,再带到中山大学的实验室做分析研究。
刘阳为每只捕获的雨燕抽血采样,并对其身上的寄生虫进行采样 楚建梅/摄
赵欣如已经退休了,如今日常的野外观鸟,他已很少去参加了。不过,中国观鸟会的野外观鸟,早已经成为北京城一项热门的活动。2023年,当疫情散去,人们重新回到熟悉的生活中时,参加一次有趣而有科学意义的观鸟活动,已经是很多北京人的选择。
因此,当中国观鸟会的微信公众号开通了观鸟报名的通道时,常常是刚一发通知,就被鸟友们秒速抢光。
五、研究才刚刚开始
当我们了解了北京雨燕的迁徙规律,了解了它们和这座城市的密切关系之后,一场新的故事有了开启的可能。保护北京雨燕,如何运用到城市管理中?
多年积累的环志数据,准确测定了北京雨燕的繁殖季。这对于北京众多古建筑不时开展的修复工程,有着实际的意义。我们的文物修复,可以有意识地避开这个时间段,做一个合理的错时施工——这让北京雨燕的研究有了实际应用的意义。
2022年9月,《北京日报》的一则报道说,正阳门城楼的修缮进入全面施工阶段。此次修缮的重头是为正阳门城楼还原上个世纪部分城楼彩画“金线小点金璇子彩画”的形制,最大程度贴合历史原貌。
此后,正阳门城楼被绿色的高高的脚手架和绿色的围挡围封了起来。上述报道提到,注重生态保护,是这次正阳门城楼修缮的一大亮点,北京中轴线遗产保护中心主任关战修介绍道:
正阳门城楼的维修架子本应搭建好了,但4月至7月是北京雨燕繁殖期。考虑到雨燕要在城楼孵化,架子会影响雨燕进出,所以等到了8月雨燕全部南飞之后才搭建。
2022年6月,我两次到访正阳门城楼,在高大的屋檐之下仰望,看到北京雨燕环绕着正阳门盘旋和鸣叫,深受震撼。
北京雨燕在正阳门城楼周围盘旋 宋馥李摄于2022年6月17日
去正阳门看北京雨燕,已经日益成为了一个新景观、新潮流,而且,关心雨燕的人们,登录很多网络平台,就可以实时观看。
当高清摄像头在正阳门层楼的楼顶隔层安装到位,一对北京雨燕小夫妻——“阿呆与欢喜”——就此进入了大型直播间,接受人类对他们的注视。“阿呆与欢喜”,是正阳门管理处的工作人员给一对雨燕夫妻取的名字。
身为北京中轴线遗产保护中心主任和前正阳门博物馆馆长的关战修,对北京雨燕始终怀有浓厚的感情。他经常在各种媒体上讲解正阳门和北京雨燕的共生关系,详细介绍北京雨燕的生活习性。
关战修似乎不是一个文物专家,而是一个鸟类研究者。其实,他是想将文物的保护和雨燕的保护结合起来,唤醒公众保护北京雨燕的意识,使城市的活态文化遗产能被公众充分感知。
因此,正阳门的2022年大修,关战修决计小题大做一番——或者说,向外界释放一个善意的谎言。
其实,正阳门维修工程的启动时间,更多地是由其自身流程所决定的。按照文保部门对古建筑维修的管理办法,一项古建筑的维修工程从列入政府的财政预算,编制计划、完成招投标、批准施工等等,常常需要将近半年的周期。
2022年,北京市疫情封控时断时续,也困扰着正阳门大修工程,从年初启动到9月施工,正阳门大修工程,其实一直在紧迫地抓进度。既然时间已经到了下半年,就不如设计一个“美好的缘由”,一个关于“北京雨燕”的阳谋便形成了。
正阳门城楼上的北京雨燕的2022繁殖季,其实一直在关战修和工作人员——那些雨燕的“叔叔、婶婶”的眼皮子底下完成。它们被安排得舒舒服服,在7月份生育了幼雏并飞离正阳门之后,正阳门大修工程,也终于到了启动之时。
正阳门大修,历史性地错开了“阿呆与欢喜”的生育,还是刻意为他们延展了工期,每日呵护着它们的人最清楚。关战修坦率地承认:这个善意的谎言,可以更好地引导公众为今后北京的文物修复工程做一个表率。
无论怎样,对雨燕迁徙时间的精准测定,确实为北京市今后的古建修缮做出了指导,尽可能避开北京雨燕繁殖育雏时段,为它们预留更充裕的时间繁衍生息,从正阳门城楼开了一个头——一个好头。
这会形成一个惯例吗?北京雨燕的这些“人类亲属”们,都报以极大的期待。
赵欣如当然知道这则新闻背后的秘辛,关战修的这次阳谋,他和所有鸟友们都乐见其成。
如今,赵欣如还在督促着刘阳,加紧推进基因组测序技术,开展北京雨燕的生态与进化研究,破译其迁徙奇迹背后的遗传学密码是个关键。迁徙只是这种鸟儿的一个习性,要想全面对北京雨燕实施保护,还有好多事需要去做,现在仅仅是个开始。
从现有的数据来看,还有很多疑问始终困扰着他。
北京雨燕的跗跖很短,看起来像没有脚,其脚趾结构是四趾向前,因此难于在平坦的地面直立走动,也无法握住电线或树枝。这种脚趾结构使它们善于在垂直的石壁、墙体上攀缘,它们更适合停歇在悬崖峭壁、建筑物上。
论文中提到的“停歇”,英文使用的stopover,并非指的是它停在某个位置静止不动,而是指在漫长的迁徙过程中,它在某个区域滞留的时间比较长,而对于雨燕,表现为在局部范围内盘桓不前。
赵欣如推测有两个原因:一是当地食物非常丰富,它们停留一段时间进行食物补给,积累适合长途迁徙的脂肪;二是等待更有利于飞行的气候条件。雨燕每天可以飞行至少200公里,一方面源于其身体构造,它的翅膀狭长,身体呈流线型;另外,它非常善于借助风力,乘风飞翔,可以减少翅膀扇动,不用太费力。
目前,这两种情况都是推测。要破解这些疑问,必须用更精确的定位设备进行追踪,将其迁徙过程中关键的时间节点跟当地的气候、食物等因素联系起来。
而运用光敏定位器研究鸟类迁徙,仍不够精准,由于它是通过光照数据反推位置信息,位置数据的误差较大。不过,由于北京雨燕单程接近15000公里,所以200公里内的误差就显得不那么严重了。在农历春分和秋分前后,昼夜几乎等长。所以,这两天及其前后几天的光敏定位器,测量和反推的数据往往很不可信。
基于光敏定位器记录的数据的研究,除了搞清楚迁徙路线,也可以研究其繁殖节奏和其他行为,这是光敏定位器能发挥的最大作用了。如果要更进一步研究北京雨燕,光靠光敏定位器是不够的,它的技术条件到达极限了。
何时能用到GPS定位器,或中国自己的北斗定位器,将是北京雨燕研究、以及所有鸟类研究的一种期盼:GPS定位器只有3~5米之内的误差,可以非常精准地知道它的飞行轨迹,例如,在来到北京的这几个月内,北京雨燕飞到哪儿?仍然需要进一步研究。
如果北斗导航能开发专门为鸟类研究的定位器,将为中国的鸟类研究插上翅膀。赵欣如畅想着,北斗导航已经应用到了航天事业,如果有了北斗定位器,我们就可以监测雨燕是不是在飞?他去了非洲什么地方?是飞着还是落着?这些谜题都能一一破解。
当北京雨燕抵达越冬地之后,进入了活动较少的时期,它们会在这段时间昼夜飞翔在空中,安然过冬;但它们在春季返回中国的时候,仍会在途中一个地区徘徊、停歇,这仍然令人费解。因此,北京雨燕在北京范围内的种群数量减少,很可能是多因一果,需要更多实证研究。迁徙中遭遇气候灾害,越冬地或迁徙路上食物不足,都可能是北京雨燕减少的原因。
搞清楚北京雨燕的迁徙路线,仅仅只是雨燕研究的第一步。而北京雨燕为什么要迁徙?仍然是悬而未决的问题。甚至说,北京雨燕的雌鸟和雄鸟究竟是终生成对儿的,还是每年都要重新找对象繁殖?都是未知的。
不过,当北京雨燕渐渐进入大众的视线,人们已经对北京雨燕寄予了各种浪漫的想象,人们迫不及待用诗歌和华章来讴歌这种永不落地的鸟儿,讴歌这种不知疲倦远道而来的鸟儿,它们现有的习性,已经与“诗与远方”形成了美好的映照。
于是,一些报章的文章说:到了7月末,北京雨燕的爸爸妈妈会带着幼鸟这一块踏上迁徙的路。
这些都是未经证实的猜想。北京雨燕幼鸟是跟着成鸟飞,还是独立成群,仍然需要证实。在鸟类迁徙研究中,有些鸻鹬类的鸟类,迁徙时幼鸟和成鸟并不在一起,而是成鸟飞成鸟的,幼鸟飞幼鸟的,幼鸟并未有成鸟的带领,但飞的路线是祖先的路径,构成了生物界奇特的现象。
北京雨燕是恋旧的。100多年来,在正阳门城楼上筑巢的北京雨燕,它们对这里的鸟巢不离不弃,或许说明了正阳门周边的城市生态环境,还能满足它们的基本的生存所需。
但我们又知道,在近代以来,北京正阳门城楼所在的区域,发生了剧烈的变迁,城楼以北的天安门广场,城楼以南的前门大街,都经历了恢弘的巨变,这种巨变当然不只是对于人类的政治的、建筑形态上的变迁,对于鸟儿来说,周边的古建筑越来越少,胡同大面积消失,护城河消失,路面也大多硬化,湿地水面减少,那些燕雀食物链上的虫子,不可避免地越来越少了。
人所感知的正阳门周边的生态环境,确乎发生了沧海桑田的变化。而北京雨燕,却在正阳门城楼的屋檐之下,倔强地保持着赓续的态势。它们久久盘旋在正阳门城楼上空,发出些许刺耳的鸣叫,给我们投下这个疑问,成为一个难以破解的谜。
要破解这些谜,或许我们需要更多的鸟类学家,也需要更多的鸟友志愿者,来共同参与这个“无用”之学。
转自:https://www.huxiu.com/article/1821989.html
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