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極端雪暴下叉角羚的生死逃亡:人類屏障如何加劇野生動物生存危機?
原創 Cell Press CellPress細胞科學

生命科學
Life science
在全球氣候變暖和人類活動日益密集的背景下,極端氣候事件頻發,給野生動物的生存帶來前所未有的挑戰。長期以來,生態學家一直關注氣候脈沖對動物遷徙與生存的影響,而快速變化的環境不僅要求動物及時轉移以避開不利條件,也使得原本熟悉的生存環境因人類屏障(人為障礙)而變得充滿變數。當極端天氣與人類屏障雙重夾擊時,野生動物的命運又將如何?
2025年4月1日,美國懷俄明大學Ellen O. Aikens團隊在Cell Press細胞出版社旗下期刊Current Biology發表題為“Pronghorn movements and mortality during extreme weather highlight the critical importance of connectivity”的研究論文,通過對33只成年雌性叉角羚進行連續的GPS追蹤,詳細記錄了極端暴雪條件下動物逃生遷徙的全過程。研究者對比了叉角羚在常規冬季和極端暴雪期間的運動數據,揭示出動物在面對突如其來的嚴酷天氣時采取了前所未有的長距離、定向逃生行為。文章不僅分析了逃生路線和遷徙軌跡,還著重探討了人類屏障如何成為制約動物逃生的關鍵因素。
2023年冬季,懷俄明州紅沙漠遭遇罕見雪暴,積雪深度超1/3米的天數達101天,累計降雪量是過去19年平均水平的4.2倍。研究團隊通過GPS項圈追蹤33只叉角羚發現,94%的個體被迫離開傳統棲息地,最遠遷徙距離達399公里。這場遷徙并非主動的生存策略,而是絕境中的掙扎—未啟動遷徙的2只叉角羚全部死亡,而遷徙群體中仍有半數個體因屏障阻礙喪生。研究團隊使用的GPS項圈每2小時記錄一次位置,精度達10米以內。數據分析顯示,叉角羚的逃生路線呈放射狀分散,但所有向南遷徙的個體最終被Interstate 80公路阻擋,形成一條長約76.5公里的“死亡走廊”。與此形成對比的是,向北遷徙的5只個體中,有4只成功穿越Highway 287,生存率高達80%。這證明屏障的可穿越性直接決定物種存亡。
叉角羚的逃生路線被Interstate 80和Highway 287兩條公路截斷。試圖向南穿越Interstate 80的14只個體無一成功,平均滯留3天,最長耗時20.9天。在此期間,它們被迫在平行于公路的狹窄地帶反復徘徊,累積暴露于深雪的時間每增加1天,死亡風險上升1.7%。這些公路像一堵無形的墻,將叉角羚困在積雪最深的區域。此外,每只叉角羚平均遭遇18.6道圍欄,其中23%的GPS定位點顯示其因屏障滯留,導致整體逃生時間延長26.5%。叉角羚獨特的生理結構—擅長鉆越而非跳躍—使其對圍欄尤為敏感。研究發現,標準牧場圍欄(高度1.2米,底部間隙30厘米)在積雪超過20厘米時即成為絕對屏障。更致命的是,一處長達15公里的編織鐵絲圍欄區塊(woven wire fencing)直接封堵了421平方公里的潛在避難所,迫使叉角羚額外消耗能量繞行。這相當于人類在火場逃生時被迫跑向死胡同。
研究還揭示了生存的關鍵變量—時間,結果表明早在積雪深度突破臨界值(1/3米)前啟動遷徙的個體,生存概率顯著更高。數據顯示,每延遲7天出發,死亡風險增加4.7%。這一發現解釋了為何部分成功穿越Highway 287向北遷徙的個體存活率較高:它們更早行動,從而避開了后續暴雪的疊加效應。團隊將歷史氣象數據與動物移動模型結合,發現若叉角羚能提前10天啟動遷徙,整體存活率可提升至68%。然而,現有氣候預警系統主要服務于人類社區,野生動物管理者往往在積雪形成后才采取行動。因此,我們迫切需要建立‘物種特異性’極端天氣預警機制。
屏障不僅拖延時間,更直接加劇了極端天氣的破壞力。滯留期間,叉角羚遭遇的積雪深度以每天1.4厘米的速度累積,遠超正常年份的0.3厘米。每多滯留1天,暴露于致命深雪(>0.33米)的天數增加0.9天。圍欄和公路將短暫的天氣事件轉化為慢性死亡陷阱。 研究甚至發現一處長達421平方公里的“圍欄禁區”,迫使叉角羚繞行消耗寶貴能量。深雪中移動的能耗是平地的4倍,而滯留迫使叉角羚反復嘗試穿越屏障。一只編號#27的個體在20天內沿Interstate 80往返移動43次,總距離達82公里,最終因能量耗盡死亡。尸檢顯示其體脂率僅剩2%,胃內容物中60%為無法消化的樹皮。
傳統保護策略聚焦于季節性遷徙路線,但這項研究揭示了致命盲區:極端天氣驅動的逃生方向無法預測。例如,14只叉角羚向南遷徙的行為在往年從未出現。團隊呼吁優先改造已知的“絕對屏障”(如Interstate 80),并利用長期追蹤數據識別全域潛在障礙。我們需要像規劃城市交通網一樣,為野生動物設計抗災逃生網絡。研究提出的“屏障行為分析法”(BaBA)已成功定位多個高風險圍欄區塊。目前有以下幾個保護性策略可供參考,例如在極端天氣頻發區域推廣可升降底部橫桿的設計,積雪期自動增加通行高度;在Interstate 80每5公里設置25米寬的覆土通道,成本估算為每公里120萬美元;將實時動物移動數據接入交通管理系統,在遷徙高峰期臨時關閉特定路段。
從澳大利亞山火中逃竄的袋鼠,到避開熱帶氣旋的非洲象,極端天氣正迫使全球野生動物踏入陌生領域。當前氣候變化與人類開發活動的雙重壓力正共同重塑野生動物的生存生態。研究預測,若不系統性提升生態連通性,未來十年由“屏障-災害”協同效應引發的群體死亡事件將增加40%。極端天氣事件的頻繁發生與生態連通性下降之間形成了一個惡性循環,若不采取積極的生態廊道規劃和基礎設施改造措施,未來類似的生存危機或將更加頻繁和嚴重。研究呼吁管理者和規劃者在未來制定環境保護政策時,必須將生態連通性和野生動物的動態遷徙需求納入考量,只有這樣才能有效降低由極端氣候和人為障礙交織引發的大規模動物死亡風險。

相關論文信息
論文原文刊載于Cell Press細胞出版社
旗下期刊Current Biology
▌論文標題:
Pronghorn movements and mortality during extreme weather highlight the critical importance of connectivity
▌論文網址:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982225002957
▌DOI:
https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.03.010
Current Biology現已加入Cell Press MJS多刊審稿!的前身Cell Press Community Review模式于2021年推出。對于通過Cell Press Multi-Journal Submission“多刊審稿”模式投稿的作者,我們將提供稿件被多本期刊同時考慮的機會。超過80%通過Cell Press Multi-Journal Submission“多刊審稿”模式投稿的文章獲得了至少一個或多個期刊的評審。
CellPress細胞出版社
原標題:《極端雪暴下叉角羚的生死逃亡:人類屏障如何加劇野生動物生存危機 | Cell Press論文速遞》
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