中國科大研究論證企鵝棲息地格局演化和生態安全

　　近日，中國科學技術大學極地環境研究室謝周清-孫立廣課題組在大氣環流驅動企鵝棲息地格局演化研究方面取得新進展。研究成果以Enhancedwesterlies drove penguin movement at 1000 yr BP on Ardley Island, west Antarctic Peninsula（《過去一千年阿德雷島西部企鵝東遷與西風加強》）為題，發表在地學期刊Quaternary Science Reviews上。該項研究論證了企鵝聚居地遷徙和數量變化與地形、西風強度、南極環狀模（SAM）之間的關系，為研究歷史時期的大氣環流和古生態提供了一個新的研究角度，并為評估未來氣候變化對企鵝棲息地可能產生的影響提供科學依據，對企鵝生態安全和生態保護區的規劃也有參考價值。

　　氣候變化不僅是當今人類面臨的共同挑戰，也關乎萬千物種的安危存續。企鵝是氣候變化的敏感物種。在升溫現象最為明顯的南極半島地區，大量阿德利企鵝棲息地正顯著萎縮。模擬結果顯示，截止本世紀末，將有70%的王企鵝放棄原有棲息地或消失。然而，由于現代觀測資料的持續時間較短，使得企鵝種群動態對長期氣候變化的響應模式和機制認識不足，無法進行有效的生態變化預測和物種保護。

　　過去對企鵝古生態的研究主要集中在探索企鵝登陸歷史及其種群數量、食譜與氣候變化的響應關系研究上。氣候變化對企鵝地理分布格局變遷的影響是一個至關重要且尚未解決的生態問題，近年來日益受到國際社會的關注。阿德雷島位于南設德蘭群島喬治王島，處于西風帶的南部邊緣。該島被國際鳥類聯盟（Bird Life International）確定為重要鳥類區域，是南設德蘭群島金圖企鵝最大巢區。2000年，孫立廣等通過對該島Y2湖的研究，提出了在沉積層中識別企鵝糞的標型元素組合，恢復了阿德雷島過去3000年企鵝數量變化（Sun & Xie et al., Nature,2000）。2017年，英國南極局Stephen J. Roberts研究團隊對該島月牙湖的研究確認了這個紀錄，并把該島企鵝登陸時間和生態記錄提前到了距今6700年(Roberts, SJ et al., Nature Communications, 2017)。然而，一個現象始終困擾著國內外科學家：當前，企鵝聚集區分布在島嶼東部，但過去的研究表明自中全新世以來企鵝在島嶼西部聚居。企鵝很可能從島嶼西部遷到了東部，它們是什么時候開始遷徙的？遷徙的原因是什么？

　　該研究對采自阿德雷島東部糞土沉積物（Q1）進行測年和元素分析，重建阿德雷島東部歷史時期企鵝分布和數量變化情況，并綜合分析了過去20年國內外學者對該島的各項研究。結果表明，島嶼東部至少在大約距今900年（~900 yr BP）已經有企鵝聚居，自~500 yr BP以來企鵝數量增加。島嶼西部企鵝聚落自~1000 yr BP開始逐漸廢棄，到~500 yr BP企鵝聚落廢棄或者數量下降成為普遍趨勢。研究發現，此次企鵝東遷與西風加強和SAM變正有關，其導致當地局域環境變化，島嶼西部受風更強，且分布更多積雪，企鵝逐漸遷往阿德雷島分水嶺以東的避風地帶。該項研究揭示了大尺度氣候模式作用下的島嶼地形、風和積雪的分布對于企鵝種群盛衰和棲息地演化至關重要，并為研究局域尺度的氣候和地形地貌對企鵝行為的影響提供了嶄新的視角。

　　該論文第一作者為中國科大地球和空間科學學院博士后楊連嬌，孫立廣和謝周清為論文共同通訊作者。該研究工作得到科技部重點研發、南北極環境綜合考察與評估專項、國際極地合作項目等的資助。