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当地气候模式对佛蒙特州横斑林鸮营养不良和死亡率的影响 (2020-US-45MP-601)

Mike Anderson，SAS 研究所，SAS 研究所
安娜·莫里斯（Anna Morris），佛蒙特自然科学研究所首席环境教育家
Bren Lundborg，佛蒙特州自然科学研究所野生动物饲养员

自1994年以来，佛蒙特自然科学研究所 (VINS) 野生鸟类康复中心 (CWBR) 一直致力于美国东北部本土野生鸟类的康复。CWBR 治疗的最常见的猛禽患者之一是横斑林鸮。横斑林鸮在落基山脉以东随处可见。它们的叫声是人们熟悉的“谁给你做饭，谁给你做饭”。它们很快就适应了与人类一起生活，因此经常被送到 CWBR 接受治疗。作为与 SAS 合作的一部分，JMP 和 VINS 的技术人员一直在分析康复中心的入院记录。最近，我们结合使用了函数数据分析、引导森林模型和其他技术，探索气候和天气模式如何影响到 VINS 接受治疗的横斑林鸮的数量——特别是营养不良和相关疾病的治疗。我们发现，气温和降水模式的结合会导致营养不良的横斑林鸮数量增加，需要接受治疗。本次研讨会将讨论我们的研究成果、研究进展，以及其在美国东北部气候变化大背景下的潜在影响。

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扬声器	抄本
迈克·安德森	欢迎大家，感谢大家的参与。我叫安娜·莫里斯，是佛蒙特州奎奇市佛蒙特自然科学研究所（VINS）的首席环境教育家。
	我是 VINS 野生动物康复中心的野生动物饲养员 Bren Lundborg，也是 SAS 的 Mike Anderson JMP 系统工程师。
	今天，我们很高兴向您介绍我们关于当地气候模式对佛蒙特州野生横斑林鸮营养不良和死亡率的影响的研究成果。
	这项研究代表了 18 年来在一家鸟类康复诊所接受护理的野生猫头鹰所收集的数据，也是我们组织与 JMP 的 Mike Anderson 志愿者之间的独特合作的结果。
	让我们首先在 VINS 自然中心担任教育大使的一只不可释放的康复鸟的帮助下了解我们的研究物种——横斑林鸮。
	是的，这只猫头鹰于 2013 年被送到新罕布什尔州特洛伊接受康复治疗，在一次车祸中眼睛受损，从此无法恢复。
	像这样的横斑林鸮是新英格兰混合落叶林的常年居民，以哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类和各种陆生和水生无脊椎动物为食。
	然而，它们捕食的猎物随季节而变化，冬季小型哺乳动物占它们食物的很大一部分。
	由于积雪的存在，它们的狩猎方式在冬季也有所不同，积雪可以保护小型哺乳动物免受掠食者的侵害。
	横斑林鸮会利用雪地冲击或向下猛扑穿过层层积雪来捕捉通过听觉感知到的猎物。这里有一段简短的视频，演示了这种雪地冲击行为。
	我从那段快速剪辑中看到，横斑林鸮对人类改变的景观具有相当的耐受力，近四分之一的横斑林鸮巢穴利用了人类的建筑结构。
	根据公民科学项目 iNaturalist 的数据，这里也是佛蒙特州公众观察到最多的猫头鹰物种，共记录了 468 次野生猫头鹰研究级观察。
	因此，发现受伤动物的人们通常会将横斑林鸮送到野生动物康复诊所。
	佛蒙特自然科学研究所野生鸟类康复中心（CWBR）是位于佛蒙特州奎奇的联邦和州政府许可的野生动物康复机构。
	所有在该州合法康复的野生活禽物种都作为患者提交给 CWBR，从 2001 年到 2019 年，我们每年平均接收 405 名患者，
	代表 193 种鸟类。CWBR 就诊的 90% 的患者来自距离该设施 86 公里以内。
	在研究的 18 年期间收治的患者中，11% 是 Strix varia 目的猫头鹰，包含六个物种，其中最常见的是横斑林鸮。
	然而，每年，CWBR 接收的横斑林鸮的数量与另一种常见的鸟类——美洲知更鸟的数量相比差异很大。
	某些年份，例如 2018 年至 2019 年的冬天，被 CWBR 工作人员和美国东北部的其他康复中心视为横斑林鸮大年，因为有大量患者前来就诊。
	当地博物学家提出的一种解释是，大年现象是由于气候模式的变化造成的。
	当冻融循环在短时间内发生时，这些较为温和、潮湿的冬季被认为对依靠雪崩捕获猎物的横斑林鸮构成了挑战。
	具体来说，雪上形成的一层冰可以防止猫头鹰利用这种
	雪地钻探技术，因为猫头鹰可能无法穿透这层冰。为了觅食……我迷失了方向。
	为了喂养动物，它们可能会因此使用其他狩猎地点或方式，或者因营养不良而变得虚弱，这可能导致与人类发生不良互动，从而造成伤害。
	这项研究的目的是确定高于平均水平的冬季降水量与 CWBR 康复期间出现的横斑林鸮数量之间是否存在关系。
	尽管对于与地区天气相关的患者数量的差异有几种可能的解释，
	我们试图通过进一步调查在较为潮湿的冬季是否有横斑林鸮出现来确定冰层假说是否成立
	与干燥的冬季相比，在摄入诊断中表现出营养不良的比例更高。
	这表明获取食物是一个主要困难，导致需要康复，而不是总体人口增加，这可能会导致所有摄入类别的比例增加。
	最初我们预计这会有一个相当简单的时间序列分析关系。
	我们查看了入学的原始数据，只是为了比较，正如布伦所说，只是为了比较
	横斑林鸮和美洲知更鸟，在年景不好的时候你就能看见，
	我在这里用蓝色标记了这些区域，除了灰色的那个，它实际上受到了飓风的影响，
	我们可以看到，知更鸟的周期性信号非常强烈。我们可以看到，常年栖息的横斑林鸮的进食率应该比较稳定，但我们发现每年的进食率都存在显著变化。
	通过应急分析，我们可以看到绿色带、饥饿、
	与那些出现大斑林鸮的年份有相当好的对应性。再次指出2008年、2015年、2019年，
	这些年是滑雪季节，我稍后会解释清楚。2017 年没有出现，但确实有大量未知的创伤和原因，这是由于他们对当年传入的动物进行分类的方式不同。
	解决这个问题的一个技巧是，我们需要使用功能数据分析来
	逐年趋势并将其转化为信号，以便我们能够根据天气模式和我们能够找到的其他数据进行有效分析。
	从这里看，很容易就能发现，那些我们称之为“坏年景”的年份，有着非常明显的狗耳形……狗耳形……狗腿形的图案。你可以看到2008年、2017年、2019年、2015年。
	再次，
	最重要的是，这些信号往往与我们主成分分析中的第一个特征函数最密切相关。
	在这里，您可以很清楚地看到，组件一在区分好年份和坏年份方面做得很好，而奇怪的飓风年份正好位于中间。
	您还可以查看 FPC 1 的轮廓仪，您会发现，随着我们升高和降低轮廓仪，狗腿形图案变得更加明显。
	下一个问题是，我们如何获取这类分析所需的数据？我们如何获取我们认为重要的天气数据？事实证明，有一个很棒的组织
	那是一个距此约 20 英里的滑雪胜地，早在 50 年代就开始收集数据。
	他们还与自然学家和保护组织合作，提供生态或环境数据
	给不同项目的研究人员，他们允许我们访问他们的数据库。
	这是佛蒙特州基灵顿山区基准温度的一个例子，你可以看到，糟糕的年份在这里再次用蓝色表示，
	在低温下，腹部往往更平坦。例如，你可以看到，2007 年，左上角的第一个，
	你可以看到，先是急剧下降，然后又急剧上升。而2008年，也就是猫头鹰招生情况最差的年份之一，
	我们有一个相当平坦的曲线，中间可能有一个稍微倒置的峰值。除了2015年，这个曲线相当稳定。
	在其他年份里。
	所以我收集了所有数据，
	使用函数式数据探索器获取响应的主成分。因此，我们最终得到了响应的函数式成分和因子的函数式成分。
	这是其中一个例子......结果证明这是本次分析的驱动因素之一，你可以看到它做得很好
	提取主成分。我们稍后会感兴趣的是这个特征函数4。它现在看起来不太像，但实际上非常重要。
	让我们把这些放在一起。
	我结合使用广义回归和几年前由 Gotwalt 和 Ramsay 首创的自动验证策略来
	建立一个行为模型。我们可以看到，我们得到了一个相当好的
	用预测图来表示实际值。我们得到了一个不错的 R 平方，大约 99%。观察简化模型，我们发现有四个主要驱动因素，即累积降雨。这很有道理。没有雨就不会有雨……没有雨就不会有冰。
	还有一个温度因素，我们需要温度来形成坚固的……形成冰。但我们也有每日降雪量或每日降雪量的总和。这是每年的最大降雪量，以及每日……每日降雨量的总和。
	综合考虑所有这些因素，我们可以从数据驱动的角度开始拼凑出一幅关于横斑林鸮的糟糕年份的图景。
	我们看得相当清楚。我先给你们展示一下，从……的角度来看，糟糕的年份是什么样的。
	录取率。我们可以从这里看到。让我给你们展示一下糟糕的年份是什么样子的。那是糟糕的年份；那是好的年份，两者之间差别相当大。现在我们必须密切关注……
	我们必须密切关注其他因素，因为这是一个非常微妙的变化
	气温，以及降雨量，都会影响年份的好坏。有趣的是，这些影响竟然如此微小。首先，这是每年的总降雪量。我们要关注的是这条曲线的斜率。
	美好的一年
	然后是糟糕的一年。年复一年，变化相当小。
	所以这是一个微妙的变化，但这种微妙的变化是主要驱动因素之一。我们需要一定量的降雪才能促进雪地潜水。
	另一件事，如果我们观察降雨，我们就会发现这里的降雨中心就在滑雪季节的第 13 周左右。
	有好年景，也有坏年景。年初雨水略多，而进入春季，地势较为平坦。
	再者，从整个季节的累积降雨量来看，好年份往往比坏年份稍微干燥一些。
	最后，最重要的是温度。这个其实相当……就是这样
	我们之前也观察到过类似的腹部效应。在早年或丰年，我们观察到气温急剧下降和上升的现象，但在歉收年份，我们观察到的碗状效应总体上会略微增强。
	我将把话题交给布伦，让他来谈谈这对于横斑林鸮营养不良意味着什么。
	营养不良对散养猫头鹰和在康复机构接受治疗的猫头鹰的生存都有严重的负面影响。
	有害影响包括狩猎成功率降低、与其他动物或捕食者竞争食物的能力下降以及免疫能力下降。
	一些瘦弱的鸟类因太虚弱而无法飞行，并且在护理期间极易出现再喂养综合症等并发症。
	对于受照顾的鸟类来说，圈养的压力以及骨折和脑外伤等伤害的愈合会使患者的热量需求增加一倍，从而给已经营养不良的鸟类带来进一步的代谢压力。
	此外，食物短缺或缺乏可能会迫使猫头鹰更靠近人类居住的地区，从而增加人类相关死亡原因的风险。
	车辆撞击是多年来导致横斑林鸮被捕入的最常见原因，而在道路和人类居住地附近狩猎会增加这种风险。
	2018 年至 2019 年冬季，经常有报道称横斑林鸮在喂鸟器处捕猎并跟踪家禽等家畜。
	在喂鸟器处打猎可能会增加接触病原体的机会，因为它们是疾病传播的常见场所，可能会导致沙门氏菌病和滴虫病等传染病的发病率更高。
	艰难的冬天也给第一年的横斑林鸮带来了额外的挑战。
	抓鸟的横斑林鸮非常依赖它们的父母，在能够飞行和捕猎之后，它们会长时间地和父母在一起。
	一旦失去父母的支持，它们仍然是相对缺乏经验的猎人，在第一个冬天面临着更少的猎物和更恶劣的条件。
	此外，由于缺乏既定的领地，它们更有可能在人类附近捕猎，从而使它们面临车辆碰撞相关伤害等风险。
	先前对横斑林鸮的近亲——太平洋西北地区的北方斑点林鸮的研究表明，由于冬季和早春寒冷潮湿的天气，北方斑点林鸮的繁殖力和存活率会下降。
	美国国家海洋和大气管理局预测，到 21 世纪中叶，佛蒙特州冬季降水量将增加 15%。
	这可能会对横斑林鸮的种群及其猎物来源产生特定的影响。
	这项研究的结果对于气候变化后横斑林鸮种群及其相关物种的管理具有重要意义。
	预计佛蒙特州和新英格兰地区区域气候模式将发生变化，随着我们继续经历异常潮湿的冬季，未来 20 至 30 年内，营养不良的横斑林鸮的出现频率只会增加。
	目前，国际自然保护联盟已将横斑林鸮列为无危物种，其数量呈增长趋势，因此，横斑林鸮可能不会很快面临灭绝的威胁。
	然而，忽视这一对当地种群的明显威胁可能会对整个物种产生连锁反应，并加剧其他保护问题的影响，例如意外中毒和巢穴丧失。
	这些发现也强调了野生动物康复者和兽医需要制定规程
	用于治疗横斑林鸮的严重营养不良，例如避免再喂养综合症，并提供适当的营养平衡，以便从通常致命的疾病中恢复。
	康复诊所将受益于知识和资源的汇集，以应对这一日益严重的问题。
	最后，这项研究还揭示了气候变化目前影响我们周围野生动物物种健康的另一种方式。
	个人和社区为减少人类对气候的影响所做的努力不足以减少温室气体排放，不足以阻止或扭转已经造成的损害。
	政府和大公司必须采取行动，个人和社区有责任继续要求采取行动。
	我们要感谢佛蒙特自然科学研究所以及 JMP 的工作人员和志愿者，
	感谢你们帮助我们收集和分析了本文的数据，尤其是 Gray O'Tool。我们还要感谢 Killington 滑雪场提供的详细天气数据。谢谢。

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