到21世纪末，超过90%的帝企鹅将“准灭绝”！南极帝企鹅面临繁殖危机：2022年海冰减少致灾难性失败
编者案
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到一篇2023年8月24日发表的最新研究：南极的帝企鹅种群在2022年南极部分地区海冰完全消失后，经历了前所未有的繁殖失败。研究发现支持了基于当前全球变暖趋势，预测本世纪末超过90%的帝企鹅种群将“准灭绝”（quasi-extinct）。这一研究发表在《地球与环境通讯》（Communications Earth & Environment）期刊上。
本文将介绍该研究的主要信息，并分享什么是“准灭绝”（quasi-extinct）。
本文约4200字，阅读约7分钟
研究人员指出，这项最新研究的发现在一定程度上验证了先前的预测，预计南极大部分地区的帝企鹅种群将因海冰减少而受到严重影响。来自英国南极调查局的彼得·弗雷特韦尔（Peter T. Fretwell）博士等人在这篇题为《2022年南极海冰创下历史新低，导致帝企鹅繁殖灾难性失败》的研究中阐述了他们的发现。
繁殖失败的严峻局势
研究人员发现，南极的中部和东部贝灵海地区的帝企鹅种群在2022年繁殖季节遭受了严重的打击。卫星图像显示，海冰在繁殖地消失得很早，甚至在幼雏发育出防水羽毛之前。这导致了多个帝企鹅种群无法成功孵化出幼雏。
具体说来，该研究中指出，2022年12月初，南极的海冰范围与2021年创下的历史最低水平相当。而其中，贝灵海地区的海冰流失幅度最大，特别是在南极半岛以西的中部和东部贝灵海地区，在11月期间，部分地区甚至出现了100%的海冰浓度流失。研究人员使用哨兵2号卫星的图像证明了帝企鹅种群的繁殖失败与海冰流失之间的关联。在该地区的五个繁殖地点中，除一个之外，其他所有地点都在2022年繁殖季节的幼雏孵化前，因海冰破裂而遭受了严重的繁殖失败。这是首次记录到的大范围帝企鹅繁殖失败事件，明确与海冰范围的大规模萎缩有关。
帝企鹅是一种高度依赖稳定海冰（陆冰）的鸟类，它们在大部分时间里需要依靠附着在海岸边的海冰。几乎所有的帝企鹅种群都依赖稳定的附着海冰进行繁殖和脱毛，并将边缘海冰区作为觅食栖息地。它们会在3月底至4月抵达所选的繁殖地点，并在5月至6月产卵。幼雏孵化需要65天，而幼雏在12月~1月间离巢。因此，用于繁殖的附着海冰必须在4月到1月期间保持稳定，以确保繁殖的成功进行。
然而，近年来南极海冰持续减少，严重威胁了这些鸟类的生存环境。
帝企鹅的繁殖地点
与海冰流失
贝灵海地区是南极已知的五个帝企鹅繁殖地点，自东至西依次为罗斯柴尔德岛、维尔第湾、斯迈利岛、布赖恩半岛和普弗格纳角。这些种群都是在过去14年中通过卫星图像发现的，并使用高分辨率图像进行了种群数量统计。到目前为止，只有罗斯柴尔德岛的种群被人类访问过，而其他地点中只有斯迈利岛在空中勘测中被看到。根据记录，10月至12月之间没有大规模的非繁殖期帝企鹅聚集记录，因此我们可以假设这些地点是繁殖地。然而，这些种群规模都不大，其中斯迈利岛是六个地点中最大的，平均有约3500对帝企鹅，而罗斯柴尔德岛平均有约630对，是最小的之一。
图中的红线代表了2022年至2023年的海冰范围（浓度超过15%），蓝线代表了2021年至2022年的范围，橙线则是1981年至2010年的平均范围。黄色的带状区域表示的是卫星记录（1979年至2022年）的±2个标准差范围。灰色的阴影区域表示帝企鹅幼雏的繁殖阶段。关键是，海冰必须在帝企鹅幼雏离巢期结束前保持稳定，以确保所有幼雏的生存。在2022年10月至2023年1月期间，南极洲周围的海冰范围一直处于或低于45年卫星记录中的最低水平。仅在11月中旬的短暂时期内，浓度稍稍上升到次低水平。这一低谷正好与帝企鹅繁殖周期中的幼雏成群和离巢期结束时相交。数据由科罗拉多州博尔德的国家雪冰数据中心提供。图片来源：Peter T. Fretwell, Aude Boutet, Norman Ratcliffe
地图中的蓝色区域表示海冰异常的正值，红色区域则表示负值。尽管大部分洲际地区的海冰范围出现了负值，但贝灵海地区受到了特别严重的影响，该地区的海冰流失高达100%（数据来源：ERA5，参考时段：1991年至2020年，图源：C3S/ECMWF）。
前所未见的繁殖失败
弗雷特韦尔博士是这项研究的主要作者之一，他指出：“我们过去从未见过如此大规模的帝企鹅繁殖失败。在南极夏季失去海冰，使得流离失所的幼雏存活的可能性非常低。我们知道，帝企鹅在气候变暖的情况下极其脆弱，当前的科学证据表明，像这样极端的海冰流失事件将变得更加频繁和广泛。”
上图：每个五列图片展示了来自一个单独帝企鹅种群的多张图像，较早的图像位于顶部，较晚的图像位于底部。那些可以看到褐色鸟粪染色（表明帝企鹅种群存在）的图像被用黄色圆圈突出显示。图片来源：Peter T. Fretwell, Aude Boutet, Norman Ratcliffe
气候变化对帝企鹅的影响
过去几年，南极海冰范围显著减少。在2022年12月底，海冰范围达到了45年来的最低水平。这一情况对于帝企鹅来说尤为严峻，因为它们需要稳定的海冰来进行繁殖和孵化。
目前的气候模型预测，南极海冰在当前和未来的二氧化碳排放情况下都将继续减少。
由于全球变暖的威胁，帝企鹅正面临着严峻的局势。越来越多的研究表明，气候变化导致的海冰流失对帝企鹅的种群产生了极大影响，从最初影响繁殖成功的研究，到长期海冰减少导致种群丧失栖息地，再到海冰区域的转变。最近的努力通过预测海冰流失来预测帝企鹅的种群趋势，描绘了一幅不容乐观的图景，显示如果当前的变暖速度持续下去，到本世纪末，超过90%的帝企鹅种群将“准灭绝”。虽然它们从未受到大规模捕猎、栖息地丧失、过度捕捞或其他人为因素的影响，但帝企鹅不同于其他脊椎动物，其种群的长期变化被认为主要受气候变化的影响。最近的保护和保育措施试图应对预测的种群下降，但在南极条约咨询会议上未能取得成功。
该研究由彼得·弗雷特韦尔（Peter T. Fretwell）、奥德·布特（Aude Boutet）和诺曼·拉特克里夫（Norman Ratcliffe）等人共同完成，发表在《地球与环境通讯》杂志的第4卷中。科学家们强调，政策制定者必须采取行动来减缓气候变化的影响，以挽救帝企鹅等物种。
关键词“准灭绝”
（quasi-extinction）
摄：绿会青年领军人才专项基金Joys
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，在这篇文章中，用到了“准灭绝”（quasi-extinct）这个词。那么，什么是“准灭绝”（quasi-extinction）？
“quasi”是拉丁语词汇中的一个前缀，用于表示“类似于”、“准”的意思。它源自拉丁语中的形容词“quālis”，意为“怎样的”、“何种的”。这个前缀通常在词汇中用于表达某种程度的相似性或类似性，但并不完全相同或等同。在英语中，"quasi" 用来修饰名词或形容词，表示某种程度的相似或类似，但并不完全相同的关系。
“准灭绝”（quasi-extinct）这个提法在几十年前就有了，被用于研究物种衰退的领域。但是笔者尚未找到最早的记载，但是可以肯定的一点是，1990年就有了这个说法（如图）。
综合多方资讯，可以概况如下：
“准灭绝”的意思是：种群从本质上来说仍然存在，但从繁殖的角度来看，世界上没有任何方式可以增加其数量。更直白地说，即使仍然有个体存活，种群可能注定要灭绝。
“准灭绝”（quasi-extinct）这个概念适合生态学家、野生动物管理人员以及保护生物多样性的专业人士使用。这个概念用于描述一个物种种群的状态，当种群的繁殖个体密度变得如此之小，以至于无法维持一个健康的、增长或者稳定的种群。这种情况在一些物种面临严重威胁时会出现，即使还有个别个体存活，但由于繁殖困难，这个种群最终可能会灭绝。这个概念有助于帮助科学家和管理人员更准确地判断一个物种是否需要紧急保护措施，以避免达到无法挽回的灭绝状态。[6]
近危物种：
南极之“王”——帝企鹅
帝企鹅，Ian Duffy摄
帝企鹅（学名：Aptenodytes forsteri）是世界上最高大、最重的企鹅物种，且仅分布于南极洲。雄性和雌性在羽毛和体型上相似，体长可达100厘米，平均体重在22~45千克之间。它们的头部和背部羽毛呈黑色，与白色的腹部、淡黄色的胸部和明亮的黄色耳斑形成鲜明对比。
和所有的企鹅一样，帝企鹅不能飞，它们拥有流线型的身体和硬化扁平的翅膀，以适应海洋栖息地。它们的食物主要包括鱼类，同时也会摄食甲壳类动物如磷虾，以及头足类动物如鱿鱼。在捕食时，帝企鹅可以在水下停留约20分钟，潜入深达535米的水域。它们具备多项适应性特征，包括特殊结构的血红蛋白，使其能够在低氧环境下正常运作，坚固的骨骼以减少气压伤害，以及调低新陈代谢和关闭非必要器官功能的能力。
帝企鹅是唯一一种在南极冬季繁殖的企鹅物种。它们会跋涉50至120公里的冰面，前往繁殖地，那里可以容纳数千只个体。雌企鹅会产下一枚蛋，雄企鹅将在雌企鹅回到海中觅食期间孵化这枚蛋，随后父母会轮流在海中觅食和在繁殖地照顾幼雏。帝企鹅在野外的寿命通常为20年，尽管有观察表明，一些个体可能能够活到50岁。
然而，帝企鹅目前正面临着日益严重的威胁，其中之一便是全球变暖引发的海冰减少。海冰的流失对它们的繁殖、觅食和生存环境产生了直接的影响。科学家们的研究显示，随着海冰不断减少，帝企鹅的繁殖成功率可能会受到严重影响，这使得它们成为气候变化的一个明显受害者。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，在世界自然保护联盟（IUCN）红色名录中，帝企鹅是“近危”（Near Threatened，简称NT）物种。“近危”（Near Threatened）是指一种物种被认为在未来可能面临受威胁的风险，但目前尚未达到“濒危”（Endangered）的临界状态。换句话说，这些物种目前不满足被视为濒危的标准，但它们受到威胁，如果不采取适当的保护措施的话，可能在不久的将来会进一步恶化。通常，被评级为“近危”的物种可能受到栖息地丧失、捕猎、污染、气候变化等因素的威胁，但这些威胁尚未到达足以被列为“濒危”物种的程度。因此，在红色名录中被列为“近危”，是一个预警状态，旨在促使采取行动以防止物种的进一步下降。
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编译 | 芊佳
编辑 | 绿茵
排版 | 绿叶
【参考资料】
1. Peter T. Fretwell, Aude Boutet, Norman Ratcliffe. Record low 2022 Antarctic sea ice led to catastrophic breeding failure of emperor penguins. Communications Earth & Environment, 2023; 4 (1) DOI: 10.1038/s43247-023-00927-x
2. British Antarctic Survey. "Loss of Antarctic sea ice causes catastrophic breeding failure for emperor penguins." ScienceDaily. ScienceDaily, 24 August 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/08/230824110830.htm>.
3. Loss of sea ice causes catastrophic breeding failure for emperor penguins
https://www.bas.ac.uk/
4. 维基百科：帝企鹅
https://en.wikipedia.org/wiki/Emperor_penguin
5. What does ‘quasi-extinction’ actually mean?
https://columbiainsight.org/what-does-quasi-extinction-actually-mean/
6. Trathan, P. N. et al. The emperor penguin—vulnerable to projected rates of warming and sea ice loss. Biol. Conserv. 241, 1–30 (2020).
海洋与湿地
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