青蛙、蝾螈与气候变化

2020-08-04 135两栖类

白天,昆虫提供南方的白噪音,但夜晚属于两栖动物。在一个典型的年份,南方的空气由于潮湿和野生动物的声音而变得沉重。东南部有140多种青蛙、蟾蜍和蝾螈,是我国两栖生物多样性的中心。如果说池塘和沼泽是他们交响乐合唱团的大礼堂,那么美国地质调查局两栖动物研究和监测倡议(ARMI)的科学家们就坐在前排。

青蛙、蝾螈与气候变化,两栖动物的生命周期的一部分或全部依赖于水,它们必须适应通常不典型的天气。有些年份带来了严重的洪水,比如该地区臭名昭著的飓风,而另一些年份则带来了干旱带来的转变。世界各地的两栖动物似乎正经历着脊椎动物中最严重的衰退。虽然栖息地的丧失是人口减少的头号原因,但研究表明,疾病、入侵物种、污染物和其他因素可能是保护区减少的原因。

还有气候变化,这是两栖动物要应对的另一个压力源。气候变化预测表明,降雨将越来越多地以脉冲形式出现,并伴有更大的洪水和更长时间的干旱。长期以来,科学家们一直怀疑气候变化是两栖动物数量减少的一个重要因素,资源管理者们正在问,保护措施是否有助于物种在不断变化的气候中生存或适应。最近美国地质调查局(U.S.Geological Survey)的三项研究对这个问题提供了一些见解。

为什么是两栖动物?

青蛙、蝾螈与气候变化,两栖动物在生态系统中扮演着重要的角色,在全世界范围内都在衰退。它们吃小动物,包括蚊子,它们本身也是大型生物的食物,如鸟和蛇。因为两栖动物是食物链的中间环节,它们对环境的破坏非常敏感,因为它们的水生或半水生生物,它们的存在常常被用作生态系统健康状况的一个指标。

2000年,美国国会针对两栖动物数量减少的担忧启动了一个项目,该项目的科学家们一直致力于揭示两栖动物数量的起伏,以支持有效的保护和资源管理决策。为了做到这一点,ARMI的科学家和实地工作人员监测两栖动物的状况,研究数量下降的原因,并科学评估在全国范围内维持这些物种及其栖息地的项目。

池塘生活——绿色可不容易啊!

ARMI的科学家们研究了在东南部发现的一系列两栖动物物种,并提出了一个问题:“在当前气候模型预测的降雨模式发生变化的情况下,它们的种群会发生什么变化——更多的洪水和干旱交替出现?”

事实证明,要了解气候如何影响两栖动物,需要“像池塘一样思考”。两栖动物有着独特的生命周期——大多数是在幼年时生活在水中,到在陆地上成熟和分散,然后在成年后再次回到水中交配和产卵。

当美国地质勘探局的科学家们回顾了已知的两栖动物对降雨的反应时,发现两种极端的降雨——干旱和强降雨事件——都能减少两栖动物的数量。两栖动物的反应取决于这两个关键因素之间的平衡。如果池塘干涸,而水生幼鱼正在发育,下一代的存活率就会降低。但是,如果那时发生洪水,附近经常有鱼的池塘会与两栖类幼鱼的池塘发生物理联系,这些鱼会吃掉幼鱼。

从本质上说,这项研究表明极端降雨事件是预测两栖动物对气候反应的关键,因为这些事件会影响它们赖以生存的池塘中的水量和时间。物种反应的完整综述发表在2013年3月的《生物学》杂志上。

干旱和衰退的蝾螈

科学家们知道每个物种对干旱和洪水的反应都是基于它们的生物学特性,因此科学家们开始通过观察佛罗里达州圣马克国家野生动物保护区内的小型孤立池塘中的幼体鼹鼠蝾螈,来测试这些动态在美国东南部是如何发生的。

幼体鼹鼠蝾螈的生命周期与平坦森林蝾螈相似,这是一种在避难所发现的联邦政府濒危物种。因为很难直接研究平地火蜥蜴,而且鼹鼠蝾螈在生态学上是相似的,所以科学家们转而研究鼹鼠蝾螈,因为他们知道,任何影响它们的东西都可能影响到扁林蝾螈。

在这项研究的四年中,干旱持续降低了池塘中蝾螈的数量。为了养活年轻的蝾螈,在繁殖季节雨水必须填满池塘,然后池塘必须保持足够长的时间,以便幼虫进入下一个生命阶段。因此,科学家证实,干旱确实造成了鼹鼠蝾螈数量的短期下降,这表明,在气候变化的影响下,这只被列为平地的蝾螈也可能面临类似的命运。

研究结果发表在2013年4月版的《蝾螈》杂志上。

青蛙、蝾螈与气候变化,栖息地保护能为青蛙和蟾蜍带来改变吗?

为了回答这个问题,美国地质调查局的科学家们研究了美国农业部自然资源保护局湿地保护计划是否有助于解决这个问题。湿地保护计划是美国农业部的一项自愿计划,为土地所有者提供保护、恢复和改善其财产上湿地的机会。为了评估WRP恢复对两栖动物(在本例中是青蛙和蟾蜍)的潜在益处,美国地质勘探局的科学家调查了密西西比西北部密西西比三角洲30个随机选择的WRP地点和20个附近的农业遗址。

科学家们发现,WRP的地点拥有更多种类的物种,并且比所研究的农业地点拥有更多的两栖动物。湿地水文的恢复似乎为动物提供了最直接的好处。

引用

United States Geological Survey. "Frogs, salamanders and climate change." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 May 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130518153747.htm.

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