《飞行之路》详细介绍业余观鸟者和喜爱鸟类的科学家如何还原鸟类迁徙的真实故事。
观察像沙丘鹤这样的鸟类飞过月面是迁徙科学的一种早期形式
在17世纪80年代，当哲学家查尔斯 · 莫顿（Charles Morton）坐下来研究鸟类在哪里过冬时，他做出了一个非常离谱的猜测，直到今天仍是人们的笑柄：月亮。为何鸟类学家和观鸟者会对鸟类迁徙这个一点也不离奇的主题产生疑问是《奥杜邦》（Audubon）撰稿人丽贝卡 · 海斯曼（Rebecca Heisman）所写之书《飞行之路》（Flight Paths）的主题。这本书的重点不是旅程本身——尽管海斯曼拥有捕捉大规模奇迹的技巧——而是描绘旅程所需要的独创性。
《飞行之路》，丽贝卡·海斯曼著，2023年3月出版
这本书着眼于迁徙科学的前沿工具，如气象雷达、轻量级跟踪器和遗传学工具。海斯曼说：“我没有意识到我要和那么多电气工程师、计算机科学家和地球化学家交谈。”
阅读本书也能让你感受到在朴素的实用性研究中获取的乐趣。书中有为林莺缝制挽具、擅长针线活的科学家，有坐在草坪椅上观察夜行鸟类飞越满月的研究人员，还有一群人“开着一辆改装过的雪佛兰旅行车并在车顶上的洞里伸出一根大天线，他们追了一只斯式夜鸫7个晚上。当你在这一领域努力时，无论采用的是没什么技术含量的观鸟方式还是充满了高科技的观测手段，很明显，你不需要正式培训就能成为一名鸟类学家。正如海斯曼所说，迁徙研究的历史，往往是建立在热心的业余爱好者、爱好鸟类的工程师和物理学家的工作基础上的，他们为解决老问题带来了新工具。
海斯曼说：“并不是很多科学领域都有这样的爱好者群体，我认为鸟类学家和观鸟者之间一直存在模糊的界限。”正是通过组织这种集体热情，将世界各地的观鸟者变成一个国际鸟类监测网络，人类才开始了解鸟类的大规模迁徙。
一部关于鸟类迁徙的简史
如今，研究人员可以在鸟类飞行数千千米时追踪它们的路径。然而，事情并不总是这样。让我们一起回顾两个多世纪以来人们对这一自然奇观的理解。
鸟类迁徙是最令人着迷和鼓舞人心的自然现象之一，但科学家如何知道所有这些鸟类的去向？
从鸟类环志的起源，到基因组分析和微型发射机的高科技方法，鸟类迁徙研究的历史几乎与鸟类本身的旅程一样迷人。《飞行之路》深入探讨了这些技术背后的科学以及开发这些技术的人的故事。与此同时，你可以通过阅读下文的时间里程碑，加深对鸟类迁徙研究的理解。
早期历史
原住民文化衍生了一系列关于候鸟的传说和故事。例如，阿拉斯加州的阿萨巴斯坎人讲述了“乌鸦和雁妻”的故事，在这个故事中，乌鸦爱上了一只美丽的雁，但不能和“她”在一起。因为当雁一家越过海洋向南迁徙时，乌鸦没法跟上。
公元前4世纪，虽然亚里士多德在他的《动物志》（Historia Animalium）中正确地认识到了鸟类迁徙的某些方面，但他假设燕子在裂缝中冬眠，一些在冬季和夏季看到的鸟实际上是不同羽毛的同一种鸟。
1555
受亚里士多德的启发，瑞典牧师奥劳斯 · 马格努斯（Olaus Magnus）提出燕子在湖底和溪流底部的泥中冬眠。这种误解一直持续到19世纪。
1680
英国牧师兼教育家查尔斯 · 莫顿提出了鸟类迁徙到月球过冬的理论。尽管这在今天听起来很荒谬，但他正确地推测出，鸟类可能会因为天气变化和食物缺乏而迁徙到新的地区。他甚至还指出，身体脂肪可能有助于鸟类在旅途中维持生存。
1804
约翰 · 奥杜邦（John Audubon）把银线系在灰胸长尾霸鹟雏鸟的腿上，并在它们第二年春天回到同一地区时认出了它们——至少奥杜邦之后是这么声称的。生物学家和历史学家马修 · 哈雷（Matthew Halley）在2018年对此表示怀疑。他指出，1805年春天，也就是霸鹟回来的时候，奥杜邦实际上在法国。
1822
德国村民击落了一只白鹳。这只鹳的脖子上插了一只长矛，而这只长矛所用的木材来自非洲。这只不幸的鸟被称为“箭鹳”，它为洲与洲之间的迁徙提供了第一份具体证据。
这只白鹳于1822年被击落并保存下来，为鸟类长途迁徙提供了第一份直接证据
1880
鸟类学家威廉 · 斯科特（William Scott）在普林斯顿大学天文系参观时，得到了一次通过望远镜观看满月的机会。他惊讶地看到候鸟在月亮表面映衬下的剪影。通过观察，他粗略估计了这些候鸟的飞行高度。
1896
9月的一个晚上，历史学家兼业余鸟类学家奥林 · 利比（Orin Libby）爬上威斯康星州麦迪逊郊外的一座小山上。在5个小时的时间里，他发现候鸟发出了3 800次鸣叫。许多鸣叫声似乎是“那么人性化”。他后来写道：“不难想象，它们表达了从焦虑、恐惧到友爱、喜悦的一系列情绪。”这些鸣叫最终被称为“夜间飞行鸣叫”，并被用作监测鸟类迁徙的一种方式。
1899
在丹麦，汉斯 · 莫特森（Hans Mortensen）在椋鸟的的脚上装上了金属环，以此来研究它们的运动。鸟类环志开始被用于科学研究。
美国地质勘探局鸟类环志实验室提供的老式鸟类金属环
1909
在纽约市的一次会议上，美国鸟类学家联盟的成员投票成立了美国鸟类环志协会，即美国地质勘探局鸟类环志实验室的前身。这一机构的任务是监督和协调全国范围内的鸟类保护工作。
1920
1918年，《候鸟条约法案》通过后，美国生物调查局接管了鸟类环志计划。该机构的弗雷德里克 · 林肯（Frederick Lincoln）运用水禽的环志记录提出“迁徙飞行路线”的概念——北美有四条主要飞行路线，至今人们仍围绕这些路线来组织鸟类保护工作。
1941
为英国政府工作的生物学家戴维 · 拉克（David Lack）和乔治 · 瓦利（George Varley）用望远镜亲眼确认了一个神秘军用雷达信号的来源是一群鲣鸟。这是雷达可以探测到飞鸟的首个具体证据，但这个想法并没有被立刻接受。“在一次会议上，”拉克后来写道，“在物理学家们再次严肃地解释离子云一定是原因之后，瓦利接受了他们的观点，但同样严肃地申明，前提是离子被羽毛包裹着。”
1945
路易斯安那州立大学的鸟类学家乔治 · 洛厄里（George Lowery）证明一些鸟类确实是通过飞越墨西哥湾迁徙，而不是从墨西哥的陆地上空飞越。他在尤卡坦半岛进行的月面观测为此提供了证据，而他的这一观测手段受启发于1880年斯科特最初的满月观测。
1947
奥利弗 · 奥斯汀（Oliver Austin）是一名鸟类学家，在第二次世界大战后盟军占领日本期间领导日本的野生动物管理工作。他描述了日本传统的捕捉鸟类的方法：在竹竿之间系上丝网。这种装置叫作“雾网”，后来很快成为鸟类学研究中捕捉鸣禽的主要方法。
1952
乔治 · 洛厄里和他的合作者鲍勃 · 纽曼（Bob Newman）承担了一项大规模的工作。他们在整个北美洲大陆招募志愿者，以记录秋季迁徙期间的月面观测。纽曼写道：“望远镜在300多个地点投入使用，数以千计的人开始尝试这种新的鸟类研究形式。到这个季节结束时，我们收到了来自美国每个州和加拿大除一个省外的所有省份的报告。”由于在没有计算机的情况下分析如此大量的数据很困难，洛厄里和纽曼直到1966年才发表完整的结果。他们的工作提供了首个北美洲范围内的迁徙模式快照。
1957
伊利诺伊州自然历史调查局的鸟类学家理查德 · 格雷伯（Richard Graber）和工程师比尔 · 科克伦（Bill Cochran）首次记录了夜间的飞行鸣叫。他们将自行车轴与录音机装在一起，用1 800多千米长的磁带记录下了一整晚的迁徙。
20世纪50年代末，理查德·格雷伯与“夜间飞行鸣叫”检测装置的合影
1965
在伊利诺伊州，理查德 · 格雷伯用比尔 · 科克伦研制的微型无线电发射机给一只迁徙的灰颊夜鸫打上了标签。那天晚上，他乘坐飞机跟随它飞行了640多千米。“我们每个人，有时都必须对人类，对我们已经成为什么，对我们能做什么感到敬畏，”格雷伯后来写道，“太空飞行、近距离的月球照片、太空漫步——这些都在某种程度上打乱了我们的想象。当我（第二天早上）从北威斯康辛州向南飞行时，我正在思考这个问题，我刚刚目睹了另一个物种的另一种成就。”
1965年，格雷伯驾驶“切诺基风笛手180”型飞机观察鸟类飞行
1970
鸟类学家西德尼 · 戈斯罗（Sidney Gauthreaux）在乔治 · 洛厄里（George Lowery）的指导下攻读博士学位。他发表了名为《鸟类迁徙的天气雷达量化》的论文，这是第一个使用相对较新的天气雷达技术对鸟类迁徙模式进行的系统研究。
1973
比尔 · 科克伦沿着一只带有无线电标签的斯氏夜鸫的迁徙轨迹，跟随了1 500多千米。他乘坐一辆改装过的旅行车，车顶上插了一个无线电接收器，花了一周的时间从美国伊利诺伊州行驶至加拿大曼尼托巴省。
比尔·科克伦和马丁·威克尔斯基（Martin Wikelski）坐在一辆改装旅行车里，车上装着无线电接收器。1973年，科克伦追踪了一只带无线电标签的正在迁徙的斯氏夜鸫1 500千米
1984
约翰霍普金斯大学的应用物理实验室首次使用Argos卫星系统（于1978年发射，用以获取海洋和大气数据）对鸟类迁徙进行现场跟踪研究——在鸟类身上装备卫星发射器。天鹅和鹰是早期的实验对象。
在约翰霍普金斯大学应用物理实验室监督的现场测试中，首个Argos卫星发射器被固定在了捕获的金雕上。这只鸟佩戴了5周的发射器
1994
英国海鸟生物学家罗里 · 威尔逊（Rory Wilson）用他自己发明的叫作“全球定位传感器”的设备来追踪觅食企鹅的活动。该设备使用古老的导航原理——只使用一个微小的光传感器和时钟——来计算和记录鸟类的位置。这类设备后来被称为“光级地理定位器”。
1996
加拿大科学家基思 · 霍布森（Keith Hobson）和他的同事在发表的一篇论文中证明，可以通过分析迁徙鸣禽羽毛中氘（一种罕见的氢同位素，在不同的地方含量不同）的含量来确定迁徙鸣禽的来源。
2000
美国取消了用来限制非军事用途GPS定位精度的“可用性选择”政策。鸟类学家很快开始制造GPS设备来追踪鸟类的活动。
2002
康奈尔鸟类学实验室推出了eBird——一个社区科学平台。观鸟者可以将他们观察到的记录上传到这个数据库，鸟类学家、生态学家和其他研究人员都可以访问这个数据库。目前，来自世界各地的点击浏览已超过10亿次。
2007
代号为“E7”的斑尾塍鹬被植入了一个卫星发射器，以追踪这种鸟在太平洋开阔水域的迁徙——它从阿拉斯加不间断飞行至新西兰，足足有11 000多千米！根据美国地质勘探局的新闻稿，“这相当于在纽约和旧金山之间来回飞行，然后再飞回旧金山而没有着陆。”
2011年，在新西兰，一只代号为E7的斑尾塍鹬
2009
鸟类学家克里斯汀 · 鲁格（Kristen Ruegg）和汤姆 · 史密斯（Tom Smith）发起了鸟类基因图项目，旨在绘制100种迁徙物种的遗传多样性图谱。这将使鸟类学家能够通过分析迁徙鸟类的DNA来追溯它们来自北美的哪个地方。
2010
康奈尔大学鸟类学实验室的科学家们启动了BirdCast的第二次迭代，这是一个利用气象雷达数据预测夜间特别激烈的鸟类迁徙活动的项目。最初的BirdCast项目由悉尼 · 戈斯罗于2000年创办，由于当时的技术限制，一年后就停产了。该项目的一个主要成果是鼓励城市在大量候鸟可能出现时关闭破坏性夜间照明的举措。
2012
Motus野生动物追踪系统在加拿大推出，该系统使用微型无线电发射器和地面接收塔自动网络。随后十年，该系统追踪了3万多只动物（主要是鸟类）。
首批部署的Motus站之一，位于加拿大新斯科舍省
2014
轻型地理定位器证实了人们长期以来的怀疑，即白颊林莺——一种体重与圆珠笔大致相当的鸣禽——在秋季从新英格兰到南美洲的迁徙中，在东大西洋上空不间断地飞行了2 200多千米，历时3天。
2018
夜间飞行项目是迄今为止最大的夜间飞行鸣叫监测项目，在蒙大拿州的比特鲁特山谷中，有50多个记录站在运营。由工作人员凯特 · 斯通（Kate Stone）和黛比 · 莱克（Debbie Leick）带头，夜间飞行项目将在随后两年内记录了超过10万小时的数据。
夜间飞行项目的自主记录单元将检测夜晚飞行的鸟类
2020
Icarus项目——一个全新的空间野生动物追踪系统——在国际空间站上安装接收器，开始运行。该项目的监管人员旨在提供更轻、成本更低的发射器，以及比以前使用的任何跟踪器更高质量的数据。
资料来源 Audubon.org