NASA：卫星数据帮助候鸟生存

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2015年秋天，从北极南迁的候鸟，可以在加州7000英亩新的临时栖息湿地歇歇脚了。这片湿地由收割几周后稻田浅水浸没而来，是一项集大众科学、环保组织和陆地卫星影像于一体的成果。后者是一个美国航空航天局和美国地质调查局的合作项目。

“归鸟”项目（The BirdReturns program）由美国自然保护协会发起，专为每年数百万的水鸟，如鹬和鸻，由阿拉斯加和加拿大的夏季繁殖加州、墨西哥、中美洲和南美洲冬栖地的途中提供“临时栖息地”。这条迁徙路线被称做“太平洋迁飞路线”（Pacific Flyway）。起因是路线沿途能为鸟类提供美味昆虫的湿地越来越少，而昆虫则能为鸟类长途飞行补充所需能量。

问题在于，加州中央谷地逾90％的天然湿地因开发、农业和其它用地变更而消失，美国自然保护协会加州候鸟计划首席科学家马克雷诺兹说。该组织项目的合作包括点蓝科学保护组织（Point Blue Conservation Science）和康奈尔鸟类实验室。

“我们的难点在于如何帮助野生动物建立一年中只用到几个星期或几个月的栖息场所，”雷诺兹说，“我们很早以前就开始寻找可利用的空间数据。”


加州中央谷地的一块稻田被浅水浸没，作为“归鸟”计划的一部分为迁徙的水鸟提供栖息和觅食场所。
照片来自：保罗斯布雷卡，美国自然保护协会

临时栖息地

解决方案涉及大数据，望远镜和稻田。康奈尔鸟类实验室的eBird项目的数据采集来自全国观鸟人士的实地观测数据，包括种类和日期。康奈尔大学用美国宇航局近期的拨款创建了计算机模型来分析这些信息，并和陆地卫星以及NASA的Terra和Aqua卫星的中分辨率成像光谱仪所得的卫星遥感影像相结合。

依靠这些模型，它们能够了解鸟类在春秋两季迁徙途中，位于中央谷地的聚集区域，同时估算出迁徙的候鸟数量。

“当初的挑战是深入了解栖息现状，让模型预测是否有侯鸟到来，”雷诺兹说。他的一些同事一直通过陆地卫星的影像找出何时何地有积水，以此来协助候鸟的普查。

马修瑞特是非营利科学保护机构“点蓝”的定量生态学家，总部位于加州佩塔鲁马。他开发的模型基于陆地卫星影像，能对栖息地进行分类。他的团队为“归鸟”项目分析了2000－2011年间的1500张陆地卫星影像，和陆卫8在2013年升空后的更多影像。他们对所有未被云雾遮盖的区域，根据是否有地表水作出归类。

“我们可以说出一年中可用栖息场所的变化规律以及每年的时间变化，”瑞特说。

通过匹配从陆地卫星得到的地表水出现的位置和时间，与从eBird项目得到的候鸟迁徙路线和时间，“归鸟”项目便能找出候鸟可觅食的键地点。此时，农民便可发挥作用。加州中部谷地的稻农会在收割后灌溉稻田软化残株，以便来年清除。农民通过反向拍卖，向自然保护协会出价，给出每英亩稻田浅浸的价格。“归鸟”项目团队进行比价，并与栖息地优先程度进行比对后作出选择，向农民支付浅浸农地两周的费用。

2015年秋季，30位农民对约7000英亩稻田进行了灌溉。这是第四轮拍卖。2014年春、2014年秋和2015年春的三次拍卖总共创建了大约30000英亩的临时栖息地。2014年春天，团队对参与农地以及无水的管控农地进行了调查。他们发现，超过50种不同种类的18万多候鸟使用了10000英亩的临时湿地，这是旱田上鸟类数量的30倍。


图为长嘴鹬，是在归鸟”项目浅浸稻田里觅食昆虫的几十种候鸟之一。
照片来自：格雷格哥莱特，美国自然保护协会

“这是一个相当惊人的成就，”雷诺兹说， “农民的参与使得我们能够以相对于购买或租用土地而言的极小和成本建立栖息地。”

水源标注

随着加州干旱的持续，一些本州的野生动物保护区也在遭受干涸，这样的项目变得更有价值。如果农民们有水可以创建栖息地，这将弥补沿线其它的干旱区域。

陆地卫星几十年的免费土地覆盖信息档案经常被用于栖息地和生物多样性的研究，即将开始的陆星9使命的项目科学家杰夫马塞克说。由于尚在轨道运行的陆星7和陆星8每天捕捉到比之前的卫星更多的影像，科学家们有更多的信息可以用来借鉴对那些一年中只在某些时间短暂出现的湖泊，河流和湿地进行研究。

“水源标注工作越来越多，”马塞克说，“你可以对水资源的季节性作更详尽的研究，比如那些湖泊何时储水，何时干涸。”

“陆地卫星和其他卫星设备，如中分辨率成像光谱仪，提供了免费的卫星影像。这些资源对观察鸟类和其他动物受地貌变化影响的机制弥足珍贵。”瑞特说。

“随着保护计划的深入实施，我们正运用影像来判断可以在哪些区域做优先生态保护管理，哪些区域可以放手不管，”他说，“这对达成生态保护目标是个很有力的工具。”(校对：柯宁)