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當地氣候模式對佛蒙特州橫斑林鴞營養不良和死亡率的影響 (2020-US-45MP-601)

Mike Anderson，SAS 研究所，SAS 研究所
安娜‧莫里斯（Anna Morris），佛蒙特自然科學研究所首席環境教育家
Bren Lundborg，佛蒙特州自然科學研究所野生動物飼養員

自1994年以來，佛蒙特自然科學研究所 (VINS) 野生鳥類復健中心 (CWBR) 一直致力於美國東北部本土野生鳥類的復健。 CWBR 治療的最常見的猛禽患者之一是橫斑林鴞。橫斑林鴞在洛磯山脈以東隨處可見。它們的叫聲是人們熟悉的「誰為你做飯，誰為你做飯」。它們很快就適應了與人類一起生活，因此經常被送到 CWBR 接受治療。作為與 SAS 合作的一部分，JMP 和 VINS 的技術人員一直在分析復健中心的入院記錄。最近，我們結合使用了函數資料分析、引導森林模型和其他技術，探索氣候和天氣模式如何影響到 VINS 接受治療的橫斑林鴞的數量——特別是營養不良和相關疾病的治療。我們發現，氣溫和降水模式的結合會導致營養不良的橫斑林鴞數量增加，需要接受治療。本次研討會將討論我們的研究成果、研究進展，以及其在美國東北部氣候變遷大背景下的潛在影響。

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揚聲器	抄本
麥克安德森	歡迎大家，感謝大家的參與。我叫安娜‧莫里斯，是佛蒙特州奎奇市佛蒙特自然科學研究所（VINS）的首席環境教育家。
	我是 VINS 野生動物復健中心的野生動物飼養員 Bren Lundborg，也是 SAS 的 Mike Anderson JMP 系統工程師。
	今天，我們很高興向您介紹我們關於當地氣候模式對佛蒙特州野生橫斑林鴞營養不良和死亡率的影響的研究成果。
	這項研究代表了 18 年來在鳥類復健診所接受護理的野生貓頭鷹所收集的數據，也是我們組織與 JMP 的 Mike Anderson 志工之間的獨特合作的結果。
	讓我們先在 VINS 自然中心擔任教育大使的一隻不可釋放的康復鳥的幫助下了解我們的研究物種——橫斑林鴞。
	是的，這隻貓頭鷹於 2013 年被送到新罕布夏州特洛伊接受復健治療，在一次車禍中眼睛受損，從此無法恢復。
	像這樣的橫斑林鴞是新英格蘭混合落葉林的常年居民，以哺乳動物、鳥類、爬行動物、兩棲動物、魚類和各種陸生和水生無脊椎動物為食。
	然而，它們捕食的獵物隨季節而變化，冬季小型哺乳動物佔它們食物的很大一部分。
	由於冬季積雪的存在，它們的狩獵方式也有所不同，積雪可以保護小型哺乳動物免受掠食者的侵害。
	橫斑林鴞會利用雪地衝擊或向下猛撲穿過層層積雪來捕捉透過聽覺感知到的獵物。這裡有一段簡短的視頻，演示了這種雪地衝擊行為。
	我從那段快速剪輯中看到，橫斑林鴞對人類改變的景觀具有相當的耐受力，近四分之一的橫斑林鴞巢穴利用了人類的建築結構。
	根據公民科學計畫 iNaturalist 的統計，這裡也是佛蒙特州公眾觀察到最多的貓頭鷹物種，共記錄了 468 次野生貓頭鷹研究級觀察。
	因此，發現受傷動物的人通常會將橫斑林鴞送到野生動物復健診所。
	佛蒙特自然科學研究所野生鳥類復健中心（CWBR）是位於佛蒙特州奎奇的聯邦和州政府許可的野生動物復健機構。
	所有在該州合法康復的野生活禽物種都作為患者提交給 CWBR，從 2001 年到 2019 年，我們每年平均接收 405 名患者，
	代表 193 種鳥類。 CWBR 就診的 90% 的患者來自距離該設施 86 公里以內。
	在研究的 18 年期間收治的患者中，11% 是 Strix varia 目的貓頭鷹，包含六個物種，其中最常見的是橫斑林鴞。
	然而，每年 CWBR 接收的橫斑林鴞數量與另一種常見的鳥類——美洲知更鳥的數量相比差異很大。
	某些年份，例如 2018 年至 2019 年的冬天，被 CWBR 工作人員和美國東北部的其他復健中心視為橫斑林鴞大年，因為有大量患者前來就診。
	當地博物學家提出的一種解釋是，大年現像是由於氣候模式的變化所造成的。
	當凍融循環在短時間內發生時，這些較為溫和、潮濕的冬季被認為對依靠雪崩捕獲獵物的橫斑林鴞構成了挑戰。
	具體來說，雪上形成的一層冰可以防止貓頭鷹利用這種
	雪地鑽探技術，因為貓頭鷹可能無法穿透這層冰。為了覓食……我迷失了方向。
	為了餵養動物，它們可能會因此使用其他狩獵地點或方式，或因營養不良而變得虛弱，這可能導致與人類發生不良互動，從而造成傷害。
	這項研究的目的是確定高於平均的冬季降水量與 CWBR 復健期間出現的橫斑林鴞數量之間是否存在關係。
	儘管對於與地區天氣相關的患者數量的差異有幾種可能的解釋，
	我們試圖透過進一步調查在較為潮濕的冬季是否有橫斑林鴞出現來確定冰層假說是否成立
	與乾燥的冬季相比，在攝取診斷中表現出營養不良的比例更高。
	這表明獲取食物是一個主要困難，導致需要康復，而不是總體人口增加，這可能會導致所有攝入類別的比例增加。
	最初我們預期這會有一個相當簡單的時間序列分析關係。
	我們查看了入學的原始數據，只是為了比較，正如布倫所說，只是為了比較
	橫斑林鴞和美洲知更鳥，在年景不好的時候你就能看見，
	我在這裡用藍色標記了這些區域，除了灰色的那個，它實際上受到了颶風的影響，
	我們可以看到，知更鳥的周期性訊號非常強烈。我們可以看到，常年棲息的橫斑林鴞的進食率應該比較穩定，但我們發現每年的進食率都有顯著變化。
	透過緊急分析，我們可以看到綠色帶、飢餓、
	與那些出現大斑林鴞的年份有相當好的對應性。再次指出2008年、2015年、2019年，
	這些年是滑雪季節，我稍後會解釋清楚。 2017 年沒有出現，但確實有大量未知的創傷和原因，這是由於他們對當年傳入的動物進行分類的方式不同。
	解決這個問題的一個技巧是，我們需要使用功能性資料分析來
	逐年趨勢並將其轉化為訊號，以便我們能夠根據天氣模式和我們能夠找到的其他數據進行有效分析。
	從這裡看，很容易就能發現，那些我們稱為「壞年景」的年份，有著非常明顯的狗耳形…狗耳形…狗腿形的圖案。你可以看到2008年、2017年、2019年、2015年。
	再次，
	最重要的是，這些訊號往往與我們主成分分析中的第一個特徵函數最密切相關。
	在這裡，您可以很清楚地看到，組件一在區分好年份和壞年份方面做得很好，而奇怪的颶風年份正好位於中間。
	您也可以查看 FPC 1 的輪廓儀，您會發現，隨著我們升高和降低輪廓儀，狗腿形圖案變得更加明顯。
	下一個問題是，我們要如何取得這類分析所需的資料？我們如何取得我們認為重要的天氣資料？事實證明，有一個很棒的組織
	那是一個距離這裡約 20 英里的滑雪勝地，早在 1950 年代就開始收集數據。
	他們也與自然學家和保育組織合作，提供生態或環境數據
	給不同項目的研究人員，他們允許我們存取他們的資料庫。
	這是佛蒙特州基靈頓山區基準溫度的一個例子，你可以看到，糟糕的年份在這裡再次用藍色表示，
	在低溫下，腹部往往較平坦。例如，你可以看到，2007 年，左上角的第一個，
	你可以看到，先是急劇下降，然後又急劇上升。而2008年，也就是貓頭鷹招生情況最差的年份之一，
	我們有一個相當平坦的曲線，中間可能有一個稍微倒置的峰值。除了2015年，這個曲線相當穩定。
	在其他年份。
	所以我收集了所有數據，
	使用函數式資料探索器來取得反應的主成分。因此，我們最終得到了響應的函數式成分和因子的函數式成分。
	這是其中一個例子......結果證明這是本次分析的驅動因素之一，你可以看到它做得很好
	提取主成分。我們稍後會感興趣的是這個特徵函數4。現在它看起來不太像，但實際上非常重要。
	讓我們把這些放在一起。
	我結合使用廣義回歸和幾年前由 Gotwalt 和 Ramsay 首創的自動驗證策略來
	建立一個行為模型。我們可以看到，我們得到了一個相當好的
	用預測圖來表示實際值。我們得到了一個不錯的 R 平方，大約 99%。觀察簡化模型，我們發現有四個主要驅動因素，即累積降雨。這很有道理。沒有雨就不會有雨……沒有雨就不會有冰。
	還有一個溫度因素，我們需要溫度來形成堅固的…形成冰。但我們也有每日降雪量或每日降雪量的總和。這是每年的最大降雪量，以及每日…每日降雨量的總和。
	綜合考慮所有這些因素，我們可以從數據驅動的角度開始拼湊出一幅關於橫斑林鴞的糟糕年份的圖景。
	我們看得相當清楚。我先給你們展示一下，從…的角度來看，糟糕的年份是什麼樣的。
	錄取率。我們可以從這裡看到。讓我給你們展示一下糟糕的年份是什麼樣子的。那是糟糕的年份；那是好的年份，兩者之間差異相當大。現在我們必須密切注意…
	我們必須密切注意其他因素，因為這是一個非常微妙的變化
	氣溫，以及降雨量，都會影響年份的好壞。有趣的是，這些影響竟然如此微小。首先，這是每年的總降雪量。我們要關注的是這條曲線的斜率。
	美好的一年
	然後是糟糕的一年。年復一年，變化相當小。
	所以這是一個微妙的變化，但這種微妙的變化是主要驅動因素之一。我們需要一定量的降雪才能促進雪地潛水。
	另一件事，如果我們觀察降雨，我們會發現這裡的降雨中心就在滑雪季節的第 13 週左右。
	有好年景，也有壞年景。年初雨水略多，而進入春季，地形較為平坦。
	再者，從整個季節的累積降雨量來看，好年份往往比壞年份稍微乾燥。
	最後，最重要的是溫度。這其實相當…就是這樣
	我們之前也觀察到類似的腹部效應。在早年或豐年，我們觀察到氣溫急劇下降和上升的現象，但在歉收年份，我們觀察到的碗狀效應總體上會略微增強。
	我將把話題交給布倫，讓他來談談這對橫斑林鴞營養不良意味著什麼。
	營養不良對放養貓頭鷹和在復健機構接受治療的貓頭鷹的生存都有嚴重的負面影響。
	有害影響包括狩獵成功率降低、與其他動物或掠食者競爭食物的能力下降以及免疫能力下降。
	一些瘦弱的鳥類因太虛弱而無法飛行，並且在護理期間極易出現再餵養綜合症等併發症。
	對於受照顧的鳥類來說，圈養的壓力以及骨折和腦外傷等傷害的癒合會使患者的熱量需求增加一倍，從而給已經營養不良的鳥類帶來進一步的代謝壓力。
	此外，食物短缺或缺乏可能會迫使貓頭鷹更靠近人類居住的地區，從而增加人類相關死亡原因的風險。
	車輛撞擊是多年來導致橫斑林鴞被捕入的最常見原因，而在道路和人類居住地附近狩獵會增加這種風險。
	2018 年至 2019 年冬季，經常有報導稱橫斑林鴞在餵鳥器處捕獵並追蹤家禽等家畜。
	在餵鳥器處打獵可能會增加接觸病原體的機會，因為它們是疾病傳播的常見場所，可能會導致沙門氏菌病和滴蟲病等傳染病的發生率更高。
	艱難的冬天也為第一年的橫斑林鴞帶來了額外的挑戰。
	抓鳥的橫斑林鴞非常依賴它們的父母，在能夠飛行和捕獵之後，它們會長時間地和父母在一起。
	一旦失去父母的支持，它們仍然是相對缺乏經驗的獵人，在第一個冬天面臨更少的獵物和更惡劣的條件。
	此外，由於缺乏既定的領地，它們更有可能在人類附近捕獵，從而使它們面臨車輛碰撞相關傷害等風險。
	先前對橫斑林鴞的近親——太平洋西北地區的北方斑點林鴞的研究表明，由於冬季和早春寒冷潮濕的天氣，北方斑點林鴞的繁殖力和存活率會下降。
	美國國家海洋暨大氣總署預測，到 21 世紀中葉，佛蒙特州冬季降水量將增加 15%。
	這可能會對橫斑林鴞的族群及其獵物來源產生特定的影響。
	這項研究的結果對於氣候變遷後橫斑林鴞族群及其相關物種的管理具有重要意義。
	預計佛蒙特州和新英格蘭地區區域氣候模式將發生變化，隨著我們繼續經歷異常潮濕的冬季，未來 20 至 30 年內，營養不良的橫斑林鴞的出現頻率只會增加。
	目前，國際自然保護聯盟已將橫斑林鴞列為無危物種，數量呈現成長趨勢，因此，橫斑林鴞可能不會很快面臨滅絕的威脅。
	然而，忽視這一對當地族群的明顯威脅可能會對整個物種產生連鎖反應，並加劇其他保育問題的影響，例如意外中毒和巢穴喪失。
	這些發現也強調了野生動物康復者和獸醫需要製定規程
	用於治療橫斑林鴞的嚴重營養不良，例如避免再餵食綜合症，並提供適當的營養平衡，以便從通常致命的疾病中恢復過來。
	復健診所將受益於知識和資源的匯集，以應對這一日益嚴重的問題。
	最後，這項研究也揭示了氣候變遷目前影響我們周圍野生動物物種健康的另一種方式。
	個人和社區為減少人類對氣候的影響所做的努力不足以減少溫室氣體排放，不足以阻止或扭轉已經造成的傷害。
	政府和大企業必須採取行動，個人和社區有責任繼續要求採取行動。
	我們要感謝佛蒙特自然科學研究所以及 JMP 的工作人員和志願者，
	感謝你們幫助我們收集和分析了本文的數據，尤其是 Gray O'Tool。我們也要感謝 Killington 滑雪場提供的詳細天氣資料。謝謝。

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