南極科考與氣候研究的一大突破!研究人員:從企鵝大便的衛星圖像...
2020-11-25 前瞻網南極科考與氣候研究的一大突破！研究人員：從企鵝大便的衛星圖像看出端倪
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氣候變化帶來的影響是巨大的：加勒比地區颶風肆虐，亞馬遜地區熱帶森林燃燒，極端天氣變得越來越頻繁……而在這種情況下，全球生物帶來的一些洞察同樣為我們揭開了背後的動態與原因。
一些研究人員通過捕捉動物在南極洲的糞便沉積物的圖像，找到了一種利用衛星來弄清楚企鵝飲食的新方法。
一群研究阿德利企鵝和氣候變化的科學家發現，企鵝糞便的顏色表明動物是吃了蝦狀磷蝦（紅橙色）還是銀魚（藍色）。這種區別很有意思，因為企鵝的飲食可以作為海洋生態系統對氣候變化反應的指標。
（圖源：YouTube）
例如，單獨的研究開始顯示，被迫依賴磷蝦作為其主要食物來源的雛企鵝的成長，發育情況不如那些以魚為食的企鵝好。
隨著時間的推移，企鵝的鳥糞堆積在鳥類聚集的巖石露頭上，使它們成為色彩斑斕的「地標」。研究人員從企鵝群中取樣，發現它們的光譜波長，然後將這種顏色與在軌道中運行的Landsat-7衛星拍攝的圖像相匹配。
康乃狄克大學的博士後研究員Casey Youngflesh上周在華盛頓舉行的美國地球物理聯盟年會（AGU）上發表了他的研究結果，他說：「各個區域存在明顯差異，西部是磷蝦，東部是魚類。」這是科學家第一次能夠從太空追蹤飲食，研究人員稱這是一種新工具，用於研究某些海鳥和企鵝群體在地球其他區域的表現。
（圖源：MIT）
知道500萬隻阿德利企鵝正在吃什麼，以及吃了多少——這很重要，因為它向研究人員揭示了食物鏈的基礎是如何運作的。在南極半島的西側，小型磷蝦的數量似乎正在崩潰，這個800英裡的拇指伸向南美洲的尖端。快速變暖，不斷變化的氣候條件以及工業規模捕撈量的大幅增加，已經對這些小型甲殼類動物造成了損害。
磷蝦在商業上被收穫用於寵物食品和營養補充劑，但對於許多企鵝來說，它是他們飲食的基礎。隨著磷蝦越來越稀缺，南極洲西部的企鵝也喜歡吃它們。「飲食可以告訴我們食物網如何隨著時間的推移而變化，」Youngflesh說。 「要實地考察所有這些地點需要花費大量時間和大量資金。南極氣候變化極其複雜，我們需要大規模的數據。」
Youngflesh說他希望彩色編碼的「糞便地圖」可以用來追蹤未來的企鵝種群，以及全球其他海鳥的情況。那是因為海鳥和企鵝在同一個地方聚集在一起吃同樣的東西。當然，這種形式的遙感無法告訴研究人員企鵝的飲食與時間的比較。因此，一位研究人員挖掘了鳥糞本身，以尋找對企鵝歷史的見解。
路易斯安那州立大學海洋學和沿海科學助理教授Michael Polito說：「他們什麼時候到達，他們的飲食如何隨著時間的推移而改變，這是一個懸而未決的問題。」「那些是衛星無法回答的問題，我的工作就是深入地發現它。」
Polito在遙遠的Danger群島上挖掘出鳥糞、羽毛、骨頭和蛋殼，這是一個位於南極半島頂端的大企鵝群，大部分都沒有人類遊客。他將材料帶回他的實驗室並應用放射性碳技術來計算出第一隻企鵝定居者的年齡。他發現企鵝已經在丹格群島生活了將近3000年。Polito說，由於阿德利企鵝需要獲得無冰土地，開放水域和豐富的食物供應來餵養他們的雛兒，企鵝群體存在，還是或不存在——將是當時氣候條件的重要標誌。Polito的新研究回溯到了2200年前企鵝到達該地區的時間，並證實了從冰芯和沉積物中獲取的有關該地區氣候歷史的其他數據。
Michael Polito在南極洲挖掘一隻阿德利企鵝繁殖地，以確定企鵝何時第一次到達這個地方。
「這種從太空估計企鵝飲食的能力將成為南極洲科學的真正顛覆者，」波利託說。「使用傳統方法弄清楚企鵝吃什麼需要花費大量的時間和精力，因此能夠從太空評估整個南極大陸的飲食是一個非常驚人的飛躍。」
通過挖掘糞便和分析衛星圖像的組合，使研究人員能夠更好地處理阿德利企鵝及其「堂兄弟」——南極企鵝、巴布亞企鵝和帝企鵝可能存在的問題。石溪大學生態學和進化學副教授Heather Lynch的實驗室整理了一份四個物種在整個南極洲範圍聚居地的地圖，並正在呼籲志願者逐一統計它們。Lynch的小組也開始回顧從20世紀80年代到現在的衛星圖像，看看他們是否可以建立相同的圖譜，以揭示企鵝大便與其飲食之間的聯繫。
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