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为探究野火烟雾对野生动物影响,研究人员以家鹪鹩(Troglodytes aedon)为对象,发现暴露于烟雾的雏鸟生长受抑制,影响生存繁殖。
# 远距离野火烟雾暴露下雏鸟生长受抑制:对野生动物生存繁衍的潜在威胁
在地球的生态舞台上,野火正逐渐成为一个愈发引人瞩目的 “角色”。随着全球气候的持续变化,气温不断攀升,降水模式也变得异常复杂,野火的发生频率和强度都在急剧增加。野火不仅会对周边的生物和环境造成直接破坏,其产生的烟雾更是一种 “隐形杀手”,悄然影响着众多生物的生存。
以往的研究大多聚焦于火灾附近区域的生物,或是在实验室环境下研究动物对烟雾的反应,然而对于远离火源的野生动物受到烟雾影响的情况,却知之甚少。但事实上,野火产生的烟雾中含有大量直径≤2.5μm 的细颗粒物(PM2.5),这些颗粒物能够随风飘散到数百英里之外,影响到远离火灾现场的生物种群。而且,与城市或工业来源的 PM2.5相比,野火烟雾中的 PM2.5含有更高浓度的极性有机化合物和痕量金属,毒性更强,还会在大气中发生化学变化,危害更广泛区域的生物健康。对于野生动物而言,烟雾对它们的影响究竟如何,尤其是对那些远离火灾的种群,这成为了亟待解决的科学问题。
为了深入探究这一问题,美国斯克兰顿大学(The University of Scranton)的研究人员开展了一项别具意义的研究。他们将目光聚焦于家鹪鹩(Troglodytes aedon),这是一种生活在北美洲的小型食虫鸣禽,喜欢在树洞或人工巢箱中筑巢繁殖。研究人员利用宾夕法尼亚州拉克万纳县(Lackawanna County)的野生家鹪鹩繁殖种群数据,对比了 2023 年孵化后 6 天内经历 3 天 PM2.5浓度升高的 11 个鸟巢、未经历 PM2.5浓度升高的 17 个鸟巢,以及 2021 年和 2022 年同期孵化的鸟巢(烟雾期 15 个鸟巢;无烟雾期 19 个鸟巢)。
研究人员通过美国环境保护署(EPA)的空气质量监测系统数据库获取当地的 PM2.5和空气质量指数(AQI)数据。在雏鸟发育的关键阶段,即孵化后第 6 天和第 10 天,对雏鸟进行测量,记录其体重和跗跖骨(tarsometatarsus,鸟类腿部的一块骨头,常作为衡量整体骨骼大小的指标)长度。之后,运用双向方差分析(two-way ANOVA)等统计方法,评估年份(烟雾年与对照年)、孵化时间(相对于烟雾污染高峰期)及其交互作用对雏鸟生长指标的影响 。
研究结果
- 烟雾影响雏鸟生长:研究发现,加拿大野火产生的烟雾使雏鸟在生命最初 6 天内经历的平均每日 PM2.5浓度和 AQI 显著升高。孵化后 6 天内经历 3 天 PM2.5浓度升高的家鹪鹩雏鸟,在孵化后第 6 天和第 10 天的体重明显低于往年同期孵化的雏鸟,第 10 天的跗跖骨也更短。而在烟雾期之前或之后孵化的雏鸟,其体重和跗跖骨长度与往年相比没有差异。
- 雏鸟生长滞后明显:受烟雾影响的雏鸟生长滞后现象较为显著。孵化后第 6 天,经历烟雾污染的雏鸟巢平均体重比对照年同期孵化的雏鸟巢轻 0.75g,仅为对照雏鸟的 89%。到第 10 天,虽然有所恢复,但仍比对照雏鸟平均轻 0.60g 。从跗跖骨长度来看,烟雾雏鸟平均比对照雏鸟短 0.62mm,仅为成年鸟平均长度的 93.73%,而对照雏鸟能达到 96.95%。
- 生长差异影响生存繁殖:雏鸟生长的差异可能对家鹪鹩的生存和繁殖产生重要影响。在家鹪鹩中,雏鸟大小与存活到下一个繁殖季节的概率相关。体重处于前 25% 的雏鸟,从迁徙中返回并在次年繁殖的可能性是体重后 25% 雏鸟的两倍多。虽然跗跖骨长度对家鹪鹩生存繁殖的影响尚未直接研究,但在其他雀形目鸣禽中,跗跖骨长度与生存和繁殖成功相关,如在屋燕(Delichon urbica)和斑姬鹟(Ficedula hypoleuca)中,较短的跗跖骨与较低的存活率相关。
研究结论与意义
这项发表在《Scientific Reports》上的研究,首次揭示了远距离野火烟雾与野生鸟类后代发育变化之间的关联。研究表明,即使是短暂的 3 天烟雾暴露,也会对雏鸟的生长产生显著影响,进而可能影响其长期生存和繁殖。这一发现对于保护那些易受野火烟雾影响的脆弱种群具有重要意义。
在全球野火活动日益频繁的背景下,野生动物面临的烟雾污染风险不断增加。那些生活在火灾罕见地区的种群,由于缺乏对野火烟雾的适应能力,可能面临更大的生存威胁。研究结果提醒我们,需要更加关注野火烟雾对野生动物的影响,深入研究其作用机制,以便制定有效的保护策略。
研究方法
研究人员选择宾夕法尼亚州拉克万纳州立公园的 64 个木质巢箱,监测家鹪鹩的繁殖活动。通过美国环境保护署空气质量监测系统数据库获取当地 PM2.5和 AQI 数据。在雏鸟孵化后第 6 天和第 10 天,测量雏鸟体重和跗跖骨长度。利用双向方差分析评估年份、孵化时间及其交互作用对雏鸟生长指标的影响,通过多种统计检验确保数据符合分析假设。
总之,该研究为理解野火烟雾对野生动物的影响提供了重要依据,未来还需要进一步研究确定烟雾影响雏鸟发育的具体机制,以及探索减轻这些影响的方法,以更好地保护野生动物种群,维护生态平衡。
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