——首次提出并验证“霜冻波假说”，揭示水禽秋季迁徙环境机制

2019年2月，地学系司亚丽副教授研究团队，在期刊《Ecological Indicators》上发表了题为“The frost wave hypothesis: How the environment drives autumn departure of migratory waterfowl”的研究论文。

迁移物候在水禽生活史中起着至关重要的作用。加深对迁徙规律及其环境机制的理解，有助于量化全球气候变化对迁徙水禽的影响。前人研究多关注水禽春季迁徙策略，对秋季迁徙环境机制的理解仍然有限。霜冻是表征寒冷天气、食物和水的不可利用性的显著指标，前人研究发现野鸟禽流感爆发时空格局与霜冻时空变化及水鸟秋季迁徙相关，提出利用霜冻时空变化来预测水鸟秋季迁徙时空格局的可能性和重要性，但是霜冻如何推动候鸟秋季迁徙尚未被量化。

该研究首次提出了秋季迁徙过程中的“霜冻波假说”，即水禽秋季迁徙离开繁殖地和停歇地是由随纬度先后到来的霜冻气候事件主导并推动的。基于2015-2017年9只白额雁和2017年27只鸿雁秋季完整迁徙路线的卫星跟踪数据，利用广义线性混合效应模型，研究分析了秋季迁徙离开可能性如何受霜冻时间，积温，食物衰败，初雪日期，结冰日期，短期天气条件（即风，降水和气温），剩余迁移距离，相对停留持续时间以及中途停留地点之间的飞行距离的影响。结果表明，水禽秋季离开的概率在霜冻到来后及累积温度达到0 ℃时迅速增加，同时受到地表顺风和较长剩余迁移距离的促进作用（图1和2）。然而，当霜冻到来一段时间后，水禽对顺风的选择作用消失了，即使在逆风下也会离开，由此强调霜冻对水禽秋季离开的主导作用。当水禽越远离越冬地，触发向南离开的时间限制可能会更强。通过躲避霜冻，鸟类可以逃离恶劣环境条件并最大限度地提高对停歇地的利用。研究结果推动了对水禽完整年度周期的迁徙策略的理解，为全球环境变化下水禽保护提供了科学支撑。

图1（A）离初霜冻的天数（横轴负数表示霜冻还未到来，正数表示霜冻已经过去）、（B）地表风（横轴负数表示顺风，正数表示逆风）、（C）积温对白额雁秋季离开可能性的影响

图2（A）离初霜冻的天数（横轴负数表示霜冻还未到来，正数表示霜冻已经过去）、（B）地表风（横轴负数表示顺风，正数表示逆风）、（C）积温、（D）剩余迁徙距离对鸿雁秋季离开可能性的影响

该论文第一作者徐菲为地学系四年级直博生，研究方向为东亚水禽迁徙物候环境机制分析及预测

附原文链接：

Xu, F. & Si, Y. (2019). The frost wave hypothesis: How the environment drives autumn departure of migratory waterfowl. Ecological Indicators, 101, 1018-1025.https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.02.024