雪堆里的山雀：内华达山脉气候变化的“煤矿里的金丝雀”

当我在加利福尼亚州东部的内华达山脉爬上 8,000 英尺以上的高度时，湿雪打在我的脸上，拉扯着我的滑雪板，拉着雪橇，雪橇上装满了电池、螺栓、电线和 40 磅的葵花籽，这对我们的山雀研究至关重要。

当我们到达远程研究地点时，我躲在防水布下，打开笔记本电脑。行为生态学家同事们齐声喊出一连串的识别号码 弗拉基米尔·普拉沃苏多夫 我编程 “智能”喂鸟器 对于即将进行的实验。

我度过了过去的六年 监测山雀种群 在这里，跟踪他们的生命周期，更重要的是，他们的记忆，在系统中工作 普拉沃苏多夫成立于2013年. 。这个研究地点的长期、一致的记录使我们能够观察山雀如何在极端的冬季降雪中生存，并确定生态模式和变化。

在近代历史中，在内华达山脉和大部分地区，严冬之后往往是干旱年份。 美国西方. 。这种跷跷板模式已被认为是气候变化的意外症状之一，它对山雀的影响为这些针叶林生态系统内的动态未来的破坏提供了早期预警。

我们的研究表明，用一句陈词滥调来说，面对深雪的山雀就像煤矿里的金丝雀——它的生存能力告诉我们未来的挑战。

山雀的非凡记忆力

当普拉沃苏多夫喊出下一个身份号码时，当我的双腿慢慢变得更冷、更湿时，一种迷人而爽朗的感觉“迪迪迪”从附近的一棵树上传来的声音。一只重量不过几张纸的小鸟怎么会在这场暴风雨中比我舒服呢？

答案归结为山雀令人难以置信的空间认知能力。

认知是动物获取、处理、存储信息并根据信息采取行动的过程 他们的环境. 。它对许多物种至关重要，但在非人类动物中通常很微妙且难以测量。

山雀是食物储存专家，每年秋天，它们都会在整个森林的树皮边缘甚至松针之间隐藏数万种单独的食物。然后，他们利用专门的空间记忆 检索那些食物缓存 在接下来的几个月里。

高山脉的条件可能很恶劣，如果山雀不记得食物在哪里，它们就会死亡。

我们使用经典的联想学习任务来测量山雀的空间记忆，但采用的是非常非典型的方法 地点. 。为此，我们在我们的多个地点悬挂了一个由八个喂食器组成的圆形阵列，这些喂食器配备了射频识别功能并装满了种子。 现场. 。鸟类被贴上“钥匙”标签——腿带上的应答器标签，其中包含个人识别号码，允许它们打开指定喂食器的门以获得食物奖励。

该设置使我们能够测量个体山雀的空间记忆表现，因为它们必须记住钥匙可以打开哪个喂食器。八年来，我们的研究结果表明，具有更好空间记忆能力的山雀 更有可能生存 在高山上，比那些记忆更差的人。

然而，山雀可能面临着越来越多的挑战，这将影响它们在高山上的未来。2017年，降雪量破纪录的一年，成年山雀的生存概率最低 曾经在我们的现场测量过. 。这个异常极端的冬季伴随着反复出现的风暴，包括寒冷的天气和大风，使得即使是记忆力敏锐的山雀也难以觅食和生存。

尽管如此，胜利的种群仍然在高海拔山区环境中坚持了下来，但他们的未来变得不确定。

有什么问题吗？

“这是天气的影响，”说 阿德里安·哈波尔德, ，一位山区生态水文学家。哈波尔德致力于了解森林环境中气候模式的变化，他的一个野外地点位于我们的山雀研究地点旁边。

内华达山脉和北美西部的其他山脉经历了更多 极端雪年和干旱年, ，因气候变化而放大。与全球变暖有关的极端降雪似乎违反直觉，但这是基本物理学。温暖的空气可以容纳更多的水分 – 每升高一摄氏度约增加 7% （每升高 1.8 华氏度）温度就会升高。当暴风雨来袭时，这可能会导致更大的降雪。

2023 年创纪录的冬季，超过 17 英尺（5 米）的积雪覆盖了山雀每天使用的土地。事实上，这些强烈的风暴和寒冷的气温不仅使鸟类难以过冬，而且使它们几乎不可能在明年夏天繁殖：我们海拔较高的地点 46% 的山雀巢未能产生任何后代。这可能是因为厚厚的积雪阻止了它们在七月之前找到新出现的昆虫来喂养雏鸟，甚至根本无法到达筑巢地点。

积雪过多带来的连锁危害

即使在降雪量很大的年份，山雀仍然可以利用它们精细磨练的空间记忆来获取食物。然而，严重的风暴会缩短他们的生存几率。如果它们确实熬过了冬天，它们的筑巢地——树洞——可能会在春天被埋在脚下的雪下。

如果你无法到达你的巢穴，那么无论你多么聪明。

极端的降雪波动也会影响对喂养山雀雏鸟至关重要的昆虫。有限的资源导致山雀后代体型较小，在高山上生存的可能性较小。

在大多数情况下，积雪有利于昆虫越冬，因为它提供了一层隔热毯，可以防止它们在寒冷的月份里死亡。然而，如果积雪在夏季持续太久，昆虫可能会耗尽能量并在出现之前死亡，或者在山雀出现后死亡 真的需要他们. 。干旱年份也会导致昆虫数量下降。

光谱两端的极端情况都使山雀更难茁壮成长，而且我们越来越多地看到这些极端之间的振荡。

这些复合效应意味着在某些年份山雀根本无法成功筑巢。这会导致山雀数量在遭受更严重的鞭打（干旱后反复出现高雪）的年份中下降，尤其是在高海拔地区。这尤其令人担忧，因为许多 预计山地鸟类将向海拔上升 为了逃避可能会带来危险的气温升高。

未来的教训

节日卡片上的山雀可能被描绘成散发着宁静的美丽，但实际上，这些大声喧闹的圆滚滚的痞子是北纬地区严酷冬季环境中坚强的幸存者。

我们对这些山雀的长期研究为了解冬雪、山雀种群及其周围的生物群落之间的关系提供了一个独特的窗口，例如 针叶林 和 昆虫 人口。

这些关系表明，气候变化是一个比气温上升更复杂的问题，而且它的连锁效应可能会破坏生态系统的稳定。