成都生物所等合作揭示气候变化下春季家燕到达时间与返青始期的同步性变化特征

　　

 

 “几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥。”每当春天来临，天气回暖，在越冬地的燕子便飞回北方，衔草含泥筑巢，开始新一年的生活。二十四节气中春分第一候，“初候玄鸟至”，玄鸟指的就是燕子，属于季节性候鸟。候鸟在季节更替中让人们见证着大自然的神奇与万物生存的法则。 

 然而，已有广泛研究表明，在气候变化的影响下，候鸟到达繁殖地时间和繁殖地食物资源激增时间均发生了显著变化。那么，这种变化是否会导致两者的匹配程度发生变化？ 

 中国科学院成都生物研究所胡军华研究员与北京师范大学沈妙根教授共同领导的研究团队以典型的长途迁徙候鸟——家燕（Hirundo rustica）为研究对象，利用中国北方160个家燕繁殖地长时间序列（1982年-2010年）的物候观测记录（春季始见日），结合从卫星遥感数据提取的植被返青始期，解析了两者时间差的变化趋势。研究发现，在三分之二以上的繁殖地，家燕春季始见日和植被返青始期都呈提前趋势。在77.5%的观测站，家燕春季始见日与植被返青始期之间的同步程度没有显著减弱。其中，在11.3%的观测站，两者同步性显著增强。这些结果表明，在气候变化背景下，家燕到达中国北方繁殖地的时间和当地植被返青始期的同步性并未出现很大程度的减弱。这可能是因为气候变化并没有打破繁殖地与相应非繁殖地（越冬地和迁徙途中）之间的气候因素的关联性。因为植被返青是指示昆虫等食物资源的有效指标，这从侧面体现了过去几十年的气候变化对家燕到达繁殖地时间和当地食物资源激增时间的破坏可能较小，但仍有待后续研究进一步解答。尽管气候变化背景下家燕到达繁殖地时间和当地食物资源激增时间的同步性减弱有限，考虑到广泛记录到的物候变化及可能带来的生态后果，该研究可以作为一个新的起点，鼓励生态学家和保护生物学家拓展物候变化的生态后果研究，除了物候期外，进一步探讨气候变化下个体存活、种群动态及生态系统水平的后果等。 

 该研究成果近期以“Limited increase in asynchrony between the onset of spring green-up and the arrival of a long-distance migratory bird”为题发表于国际期刊Science of the Total Environment(原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148823)。博士生方波和博士后杨智永为论文共同第一作者，胡军华研究员、沈妙根教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金等项目的资助。 

　　图1. 家燕始见日和植被返青始期之间差异的时间变化趋势的4种情形(a、家燕始见日从早于返青向返青始期接近，两者同步性增强；b、家燕始见日从晚于返青向返青始期接近，两者同步性增强；c、家燕始见日从接近返青向落后返青变化，两者同步性减弱；d、家燕始见日从接近返青向早于返青变化，两者同步性减弱。图中数字为各种情形对应站点的占比，其中括号中为显著变化的占比） 

　　图2. 家燕始见日(a)和植被返青始期（b）的空间格局（圆点代表各站点1982–2010年间的均值） 

　　图3. 1982–2010年间家燕始见日(a)和植被返青始期（b）的时间变化趋势及它们的相关性（c） 

　　图4. 1982–2010年间家燕始见日和植被返青始期之间差异的时间变化趋势