灰面鵟鹰万里迁移之谜

每年春天,台湾上空有2~3万只灰面鵟鹰过境,它们准备飞往哪里去?利用卫星系统追踪五只“海角鵟鹰”,终于揭开了它们迁移路径与繁殖地之谜。


(照片提供/科学人)

每年3月,台湾上空会密集出现过境的灰面鵟鹰(Butastur indicus,俗称灰面鹫),它们刚结束在东南亚的度冬旅程,准备返回北方的繁殖地,继续生命之旅。

“迁移”是许多鸟类生命中非常重要的历程,科学家估计,每年全世界大约有500亿只鸟类进行迁移。其中,许多北方的鸟类于秋季飞往南方度冬,隔年春季再回到北方繁殖,这种南北规律季移是最常见的迁移模式。然而,每种鸟都有特定的迁移路径,我们若不费心去探索,除了知道它们“南来北往”外,对于细节则一无所知。

科学家为了解答鸟类迁移路径之谜,曾尝试多种方法,过去半世纪以来最基本的方法为“系放”,就是将鸟捕捉做上标记后,立即放飞。最常用的标记方法是系上有编号的金属脚环,期望未来在某处再度被发现,也就是所谓的“回收”。一笔回收可提供一只鸟宝贵的迁移资讯,多笔回收则可累积出整个族群的迁移概况。

然而,鸟类系放的回收率甚低,多数种类即使累积多年仍远低于百分之一,可知系放是既辛苦、效益又低的方法。此外,科学家也常在鸟类身上装上无线电发报器,放飞后再利用接收器来搜寻追踪,然而无线电追踪的有效范围相当有限,至多仅数十公里,并不适用于长程迁移的鸟类。

革命性的追踪利器:极地卫星系统

在尝试了各种效益很低的研究方法之后,科学家终于找到一个理想的解答——利用人造卫星来追踪,因为卫星能突破地理屏障,运行于地球任何角落的空域,而且遥测与通讯原本就是卫星所擅长。1970年代由法国所发展的Argos卫星系统开始运作,这个系统是为了地球环境的研究而发展的,最初只有两颗卫星服役,可以搜寻到地表的发报器并定位,但早期的发报器重达一公斤以上,主要安装于船舶、海洋浮标等人造物上,在野生动物研究方面只应用于北极熊、麋鹿等大型动物身上。

到了1984年,美国的科学家将发报器的体积缩小,安装于白头海雕、天鹅等大型鸟类身上,成功追踪其迁移,这是卫星追踪成功运用于追踪鸟类的先例。其后电子科技突飞猛进,发报器的体积日益减小,目前已能做到约仅10公克的重量,追踪较小型鸟类的迁移不再是梦想,世界上已有许多成功的先例。

Argos卫星系统是由法国、美国、欧洲等数个航太机构技术合作,主要由法国CLS公司负责营运,目前共有六颗人造卫星正在服役。 Argos卫星为极地轨道卫星,其轨道如地球经线般绕行于南北两极之间,绕行一圈大约需要100分钟,所以一天内会通过两极各14次。卫星离地表850公里高,利用都卜勒效应为地球表面的发报器定位(详见91页〈人造卫星如何为地面的鸟类定位?〉),运行时可以接收地面5000公里宽的地带(在赤道为 2800公里)发出的讯号,每个新周期会向西移动25度。平均而言,卫星通过时约有10分钟的时间侦听每个发报器。然而由于极地卫星的特性,越接近赤道越不利侦听。

与目前运用极普遍的GPS系统相比较,Argos卫星系统的定位精确度较差,即使在最佳状况也只能达到250公尺左右,不像GPS可以达到 10公尺以内,然而,GPS的精确度要达到这么好,必须同时有四颗以上的卫星参与定位,Argos系统却只需要一颗卫星就能办到,这是它最大的优点。

虽然Argos是追踪鸟类迁移的利器,但在实际运用上仍存在着许多失败的风险,这些风险多半来自于鸟类的特性,因为鸟类迁移本身就具有高度危险,鸟可能因天候、体弱、遭遇天敌或人类捕猎而死亡,也可能因背着发报器而导致不适、疲惫甚至死亡。制作精良的发报器仍有可能故障,绑线上的细微失误就有可能导致发报器脱落或异位。发报时若遭山脉或森林遮蔽,卫星就无法收讯,而使用太阳能电池的发报器会因恶劣天候而无法运作,也可能因羽毛过长遮掩太阳能面板而失效。总之,卫星追踪仍有很高的失败率,一颗价值新台币10余万元的发报器有时放飞短短几天内就音讯全无,这是研究者最不愿意见到、却经常发生的状况。

海角鵟鹰卫星追踪计划启动

台湾目前已有记录的鸟类大约有550种,其中大约160种为留鸟,比率尚不及30%,其他70%的鸟类都是候鸟,在这些候鸟中,除了极少数经由系放研究有成的水鸟外,我们对于这些鸟类的迁移知识几乎是一片空白。而猛禽由于在日间迁移,而且会成大群移动,比较易于观察与计数,因此是研究鸟类迁移的良好目标鸟种。灰面鵟鹰是过境台湾的猛禽中数量第二多的,仅次于赤腹鹰(Accipiter soloensis),秋季在垦丁及春季在八卦山,都约有2~3万只过境。赤腹鹰的数量虽然更多,秋季可达10几万只,但是因为体型小,不容易观察,反而不如灰面鵟鹰受瞩目。

灰面鵟鹰除了体型大易于观察,而且每年有很固定的夜栖地,其中以屏东县满州乡最有名,早年当地居民视之为上天所赐的岁时食物,于过境期间大量猎捕,一度成为国内外保育人士关注的焦点;近年猎捕情形已大为改善,满州反而成为一年一度吸引全国观鸟者聚集赏鹰的胜地。

由于这样的历史因缘,灰面鵟鹰堪称与黑面琵鹭并列为台湾最受重视的两种候鸟。灰面鵟鹰于东北亚繁殖,于东南亚度冬,几乎所有的东亚国家都有其踪迹,换言之,它的研究与保育颇具国际共通的意义,然而多年来,它的迁移路径与细节仍有许多不为人知之处。

日本东京大学教授口广芳为了研究灰面鵟鹰的迁移路径,于2002年在琉球群岛南端的石垣岛及伊良部岛各系放了一只灰面鵟鹰,利用Argos 卫星系统追踪其迁移,结果这两只灰面鵟鹰只在日本琉球与本州之间迁移,并未到达台湾,不符合过去认为“秋季灰面鵟鹰经由琉球群岛来到台湾”的推测。

为了解过境台湾的灰面鵟鹰究竟来自何处,台湾猛禽研究会于2005~2007年,在农委会林务局的经费补助下,先在垦丁地区进行传统系放,尝试搜集灰面鵟鹰迁移资讯,共系放了18只灰面鵟鹰,不过目前尚未得到任何回收讯息。但这几年的系放累积了许多经验,经林务局再度补助后,台湾猛禽研究会终于在2008年正式启动灰面鵟鹰卫星追踪计划。

这项研究计划在猛禽会理事长、中央研究院生物多样性中心研究员刘小如的率领下,于2008年10月灰面鵟鹰过境期间在屏东县满州乡顺利捕获三只健壮的灰面鵟鹰,由刘小如亲自系上卫星发报器,于10月12日清晨在鹅銮鼻放飞,由于是在海角放飞,我们特别将它们命名为“海角1号”、“海角2 号”、“海角3号”,期望这三只先锋能传回好消息。

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