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海角尋蹤 灰面鵟鷹萬里遷移之謎

每年春天,台灣上空有2~3萬隻灰面鵟鷹過境,牠們準備飛往哪裡去? 利用衛星系統追蹤五隻「海角鵟鷹」,終於揭開了牠們遷移路徑與繁殖地之謎。

撰文/林文宏

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海角尋蹤 灰面鵟鷹萬里遷移之謎

每年春天,台灣上空有2~3萬隻灰面鵟鷹過境,牠們準備飛往哪裡去? 利用衛星系統追蹤五隻「海角鵟鷹」,終於揭開了牠們遷移路徑與繁殖地之謎。

撰文/林文宏

每年3月,台灣上空會密集出現過境的灰面鵟鷹(Butastur indicus,俗稱灰面鷲),牠們剛結束在東南亞的度冬旅程,準備返回北方的繁殖地,繼續生命之旅。


「遷移」是許多鳥類生命中非常重要的歷程,科學家估計,每年全世界大約有500億隻鳥類進行遷移。其中,許多北方的鳥類於秋季飛往南方度冬,隔年春季再回到北方繁殖,這種南北規律季移是最常見的遷移模式。然而,每種鳥都有特定的遷移路徑,我們若不費心去探索,除了知道牠們「南來北往」外,對於細節則一無所知。


科學家為了解答鳥類遷移路徑之謎,曾嘗試多種方法,過去半世紀以來最基本的方法為「繫放」,就是將鳥捕捉做上標記後,立即放飛。最常用的標記方法是繫上有編號的金屬腳環,期望未來在某處再度被發現,也就是所謂的「回收」。一筆回收可提供一隻鳥寶貴的遷移資訊,多筆回收則可累積出整個族群的遷移概況。


然而,鳥類繫放的回收率甚低,多數種類即使累積多年仍遠低於百分之一,可知繫放是既辛苦、效益又低的方法。此外,科學家也常在鳥類身上裝上無線電發報器,放飛後再利用接收器來搜尋追蹤,然而無線電追蹤的有效範圍相當有限,至多僅數十公里,並不適用於長程遷移的鳥類。


革命性的追蹤利器:極地衛星系統

在嘗試了各種效益很低的研究方法之後,科學家終於找到一個理想的解答——利用人造衛星來追蹤,因為衛星能突破地理屏障,運行於地球任何角落的空域,而且遙測與通訊原本就是衛星所擅長。1970年代由法國所發展的Argos衛星系統開始運作,這個系統是為了地球環境的研究而發展的,最初只有兩顆衛星服役,可以搜尋到地表的發報器並定位,但早期的發報器重達一公斤以上,主要安裝於船舶、海洋浮標等人造物上,在野生動物研究方面只應用於北極熊、麋鹿等大型動物身上。


到了1984年,美國的科學家將發報器的體積縮小,安裝於白頭海鵰、天鵝等大型鳥類身上,成功追蹤其遷移,這是衛星追蹤成功運用於追蹤鳥類的先例。其後電子科技突飛猛進,發報器的體積日益減小,目前已能做到約僅10公克的重量,追蹤較小型鳥類的遷移不再是夢想,世界上已有許多成功的先例。


Argos衛星系統是由法國、美國、歐洲等數個航太機構技術合作,主要由法國CLS公司負責營運,目前共有六顆人造衛星正在服役。Argos衛星為極地軌道衛星,其軌道如地球經線般繞行於南北兩極之間,繞行一圈大約需要100分鐘,所以一天內會通過兩極各14次。衛星離地表850公里高,利用都卜勒效應為地球表面的發報器定位(詳見91頁〈人造衛星如何為地面的鳥類定位?〉),運行時可以接收地面5000公里寬的地帶(在赤道為2800公里)發出的訊號,每個新週期會向西移動25度。平均而言,衛星通過時約有10分鐘的時間偵聽每個發報器。然而由於極地衛星的特性,越接近赤道越不利偵聽。


與目前運用極普遍的GPS系統相比較,Argos衛星系統的定位精確度較差,即使在最佳狀況也只能達到250公尺左右,不像GPS可以達到10公尺以內,然而,GPS的精確度要達到這麼好,必須同時有四顆以上的衛星參與定位,Argos系統卻只需要一顆衛星就能辦到,這是它最大的優點。


雖然Argos是追蹤鳥類遷移的利器,但在實際運用上仍存在著許多失敗的風險,這些風險多半來自於鳥類的特性,因為鳥類遷移本身就具有高度危險,鳥可能因天候、體弱、遭遇天敵或人類捕獵而死亡,也可能因背著發報器而導致不適、疲憊甚至死亡。製作精良的發報器仍有可能故障,綁線上的細微失誤就有可能導致發報器脫落或異位。發報時若遭山脈或森林遮蔽,衛星就無法收訊,而使用太陽能電池的發報器會因惡劣天候而無法運作,也可能因羽毛過長遮掩太陽能面板而失效。總之,衛星追蹤仍有很高的失敗率,一顆價值新台幣10餘萬元的發報器有時放飛短短幾天內就音訊全無,這是研究者最不願意見到、卻經常發生的狀況。


海角鵟鷹衛星追蹤計畫啟動

台灣目前已有記錄的鳥類大約有550種,其中大約160種為留鳥,比率尚不及30%,其他70%的鳥類都是候鳥,在這些候鳥中,除了極少數經由繫放研究有成的水鳥外,我們對於這些鳥類的遷移知識幾乎是一片空白。而猛禽由於在日間遷移,而且會成大群移動,比較易於觀察與計數,因此是研究鳥類遷移的良好目標鳥種。灰面鵟鷹是過境台灣的猛禽中數量第二多的,僅次於赤腹鷹(Accipiter soloensis),秋季在墾丁及春季在八卦山,都約有2~3萬隻過境。赤腹鷹的數量雖然更多,秋季可達10幾萬隻,但是因為體型小,不容易觀察,反而不如灰面鵟鷹受矚目。


灰面鵟鷹除了體型大易於觀察,而且每年有很固定的夜棲地,其中以屏東縣滿州鄉最有名,早年當地居民視之為上天所賜的歲時食物,於過境期間大量獵捕,一度成為國內外保育人士關注的焦點;近年獵捕情形已大為改善,滿州反而成為一年一度吸引全國觀鳥者聚集賞鷹的勝地。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2010年第97期3月號】



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