来自三大洲的地理学家和生态学家小组对南极洲的帝企鹅进行了前所未有的观察。该团队使用来自地球上方 450 公里卫星的超高分辨率 (VHR) 图像,首次完成了对整个物种的总数统计。他们发现帝企鹅数量惊人,达到 595,000 只,几乎是之前研究的两倍,并且他们统计了 46 个栖息地,高于之前的总数 38 个。他们的研究结果于今日发表在《PLoS One》杂志上。
该研究的作者之一,英国南极调查局的地理学家彼得·弗雷特韦尔说:“我们对结果感到非常惊讶。” 2009 年,弗雷特韦尔的团队与明尼苏达大学极地地理空间中心 (PGC)、斯克里普斯海洋研究所和澳大利亚南极局合作,拍摄了帝企鹅在 9 月至 12 月繁殖季节的卫星图像。他们使用锐化技术(一种常用于提高地图质量的图像编辑方法)调整了图像,以区分成年企鹅、它们的粪便和阴影,这些细节曾使早期调查该物种的努力受挫。他们以地面计数为参考,开发了一种算法来识别图像中哪些像素代表企鹅,而不是周围环境,并对成千上万只鸟类进行了计数。
之前的测量方法依赖于地面计数或飞机调查,这需要科学家观察和计数一群企鹅,然后估计总数。后一种方法可能成本高昂,而前一种方法则充满挑战。帝企鹅栖息地聚集了数千只企鹅,这些动物聚集在气温徘徊在零下 50 摄氏度的地区。许多栖息地位置陆地或海上都无法到达。
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PGC 的生态学家和研究员米歇尔·拉鲁也是一位合著者,她说:“实际上没有其他方法可以做到这一点。海冰范围太广,而且太危险了。我认为这可能是唯一经济有效的方法。”
随着人类试图确定气候变化对各种物种的影响,监测栖息在两极地区的动物变得越来越重要。来自美国和俄罗斯多家机构的科学家启动了一项基于飞机的白令海冰封海豹调查,以评估海冰减少对其的影响。
拉鲁正在进行类似的卫星项目,以研究南极洲的威德尔海豹,纽约州石溪大学的生物学家希瑟·林奇正在使用卫星成像技术研究白色大陆上的凤头企鹅和刷尾企鹅。卫星研究与生活在冰上的深色物种特别匹配,因为这种动物在白色背景上很容易被发现。拉鲁还观察到,鉴于卫星相机的高分辨率,其他类型的调查(例如沙漠或稀树草原的调查)也是可能的。为了说明卫星成像的强度,她解释说,尽管是从地球上方数百公里处读取的,但图像中的单个像素代表一个 61 厘米 x 61 厘米的区域,或一个与成年男子肩膀宽度相当的区域。
虽然帝企鹅的环境可能对人类来说过于恶劣,但这种不会飞的鸟类却非常适应其家园。恶劣的景观确保了最小的竞争和捕食,而且水域富含美味的海洋生物。然而,企鹅正面临新的危险。它们繁殖的海冰是最容易受到气候变化影响的栖息地之一。
去年,弗雷特韦尔和特拉坦与英国斯科特极地研究所的伯纳德·斯通豪斯共同宣布,1948 年首次发现的一个帝企鹅栖息地已经消失。它与其他栖息地的距离、逐渐减少的种群以及该地区创纪录的海冰损失表明,该栖息地的崩溃与气温上升有关。该案例说明了为什么需要定期对世界企鹅种群进行卫星成像,以便科学家能够监测这些因地球变暖而变得脆弱的物种。