我们能否阻止帝王企鹅(我们近代煤矿中的金丝雀)从游行走向灭绝?

为什么帝企鹅会灭绝
企鹅皇帝在南极洲。 斯蒂芬妮·耶诺维耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

一个概念 煤矿里的金丝雀 这种敏感的物种可以发出危险警报,起源于英国的矿工,他们通过1980中期将真正的金丝雀运送到地下,以检测是否存在致命的一氧化碳气体。 今天,另一只鸟皇帝企鹅(Emperor Penguin)就燃烧化石燃料的行星效应发出了类似的警告。

作为一个 海鸟生态学家,我开发了数学模型来理解和预测 海鸟如何应对环境变化。 我的研究整合了许多科学领域,包括 气候学家,以提高我们预测气候变化未来生态后果的能力。

最近,我与同事一起将有关帝王企鹅生活史的知识结合在一起 气候情景 在2015中概述 巴黎协定,以应对气候变化并适应其影响。 我们想了解气候变化如何影响这一标志性物种,其屡获殊荣的电影“三月的企鹅

我们的 新近发表的研究报告 研究发现,如果气候变化以目前的速度继续下去,由于南极海冰的流失,帝企鹅可能在2100年之前消失。 但是,更积极的全球气候政策可能会阻止企鹅的灭绝。

为什么帝企鹅会走向灭绝
帝企鹅在南极洲阿特利的海冰上繁殖。
斯蒂芬妮·耶诺维耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

地球大气中的二氧化碳

许多科学报告表明,人类活动正在增加地球大气中的二氧化碳浓度, 地球变暖。 如今,大气中的CO2含量略高于百万分之410份,远高于地球经历过的 数百万年.

如果这种趋势持续下去,科学家预测,大气中的CO2可能达到950的百万分之2100。 这些条件会产生 一个截然不同的世界 从今天开始。


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帝企鹅是 生活指标 其人口趋势可以说明这些变化的后果。 尽管它们在远离人类文明的南极洲发现,但它们在瞬息万变的环境中生活得如此微妙,它们已成为现代的金丝雀。

与海冰有关的命运

我花了近20年的时间研究帝企鹅对《帝企鹅》的独特改编 他们海冰之家的恶劣条件。 每年,南极洲周围的海洋表面在冬天结冰,在夏天融化。 企鹅将冰作为繁殖,取食和蜕皮的基地,在南半球冬季形成海冰后,企鹅于三月或四月从海水到达殖民地。

为什么帝企鹅会走向灭绝
54已知南极洲周围的帝企鹅殖民地(黑点)和海冰盖(蓝色)。
斯蒂芬妮·耶诺维耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

五月中旬,雌性产下一个卵。 在整个冬季,在地球上最恶劣的天气下,雄性会保持卵变暖,而雌性会长途跋涉打开水来觅食。

当雌性企鹅带着食物回到它们刚孵出的雏鸡时,雄性企鹅禁食四个月,体重几乎减轻了一半。 卵孵化后,父母双方轮流喂养和保护小鸡。 9月,成年鸡离开了他们的幼雏,以便他们都可以觅食以满足雏鸡的食欲。 十二月,每个人都离开了殖民地,回到了海洋。


企鹅皇帝的父亲孵化一个卵直到孵化。

在这个年度周期中,企鹅依靠海冰“金发姑娘地带条件蓬勃发展。 他们需要在冰上开一些开口,以便可以取水,以便进食,但也需要厚而稳定的冰平台来饲养雏鸡。

企鹅人口趋势

在超过60年的时间里,科学家们广泛研究了南极洲的一个帝企鹅殖民地,即 TerreAdélie。 这项研究使我们能够了解海冰条件如何影响鸟类的 人口动态。 例如,在1970中,人口经历了 急剧下降 当连续几年的低海冰盖引起 广泛死亡 在男性企鹅中。

在过去的10年中,我和我的同事结合了我们对海冰与企鹅生活史波动之间的关系的了解,从而创造了一个 人口模型 让我们了解海冰状况如何影响 皇帝企鹅的丰富,并根据对南极洲未来海冰覆盖的预测来预测它们的数量。

一旦我们确认我们的模型 成功再现过去观察到的趋势 在整个南极洲的帝企鹅种群中,我们将分析范围扩展到物种级别的威胁评估。

气候条件决定帝企鹅的命运

当我们使用与人口模型相关联的气候模型来预测如果温室气体排放继续按照目前的趋势可能发生的海冰变化,我们发现所有54已知的帝企鹅殖民地都会减少2100,而80%他们将是准绝种的。 因此,我们估计帝王企鹅的总数相对于帝王企鹅会下降86% 目前的规模 如果各国未能减少二氧化碳排放量,则大约为250,000。

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如果不采取减少全球二氧化碳排放量的行动,2100将消灭大多数帝企鹅栖息地的海冰损失(蓝色显示)。
斯蒂芬妮·耶诺维耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

但是,如果国际社会采取行动减少温室气体排放并成功地将全球平均温度稳定在高于工业化前水平的1.5摄氏度(3 Faherenheit),我们估计企鹅皇帝的数量将下降31%–仍然很大,但是可行的。

减少温室气体排放的宽松程度,导致全球温度升高2°C,将导致44%的下降。

我们的模型表明,这些人口下降将主要在本世纪上半叶发生。 但是,在世界达到巴黎气候目标的情况下,我们预计2100可以使全球帝企鹅数量几乎稳定下来,并且仍有可行的庇护所来支持某些殖民地。

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通过2100限制气候变化的全球行动可以极大地改善帝企鹅的持久性/生存能力。
斯蒂芬妮·耶诺维耶(Stephanie Jenouvrier), CC BY-ND

在不断变化的气候中,个别企鹅可能会搬到新的地点以寻找更合适的条件。 我们的人口模型包括复杂 分散过程 来说明这些运动。 但是,我们发现这些行动不足以抵消气候驱动的全球人口下降。 简而言之,全球气候政策对帝王企鹅的未来影响远大于企鹅迁徙到更好栖息地的能力。

我们的发现清楚地说明了国家气候政策决定的深远影响。 遏制二氧化碳的排放对帝王企鹅和数量众多的其他物种都具有至关重要的意义,而科学尚未对此进行过坦率的警告。

关于作者

Stephanie Jenouvrier,副研究员, 伍兹霍尔海洋研究所

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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