2014年,费利西蒂·纽厄尔(Felicity Newell)以博士生身份加入佛罗里达自然历史博物馆后,前往中美洲开展野外工作。在洪都拉斯进行生物调查期间,她开始关注“热带春季”这一概念。当地同事向她提及鸟类学家亚历山大·斯库奇(Alexander Skutch)在哥斯达黎加持续20年的观察:尽管热带地区缺乏温带意义上的春冬季节,鸟类仍存在相对明确的筑巢季节,其启动时间与资源转丰的阶段相吻合。
哥斯达黎加位于赤道以北约9度,全年温暖,容易让人误以为热带鸟类的鸣唱与筑巢不受季节约束。斯库奇将长期观察与其他自然学家记录对照后提出,热带鸟类往往在资源更充足时繁殖。对食虫鸟类而言,这一窗口多出现在3月至6月,与更高纬度地区鸟类的春季繁殖期相近,由此形成“热带春季”的说法。
纽厄尔回顾相关文献后发现,自斯库奇1950年发表相关发现以来,关于热带鸟类繁殖节律的系统研究仍然有限。既有资料多为轶事记录,缺少降雨等气候变量数据,且常将不同地点的观察合并处理,使局部差异难以呈现。纽厄尔据此与伊恩·奥斯普雷(Ian Osprey)启动新项目,在佛罗里达博物馆奥德韦杰杰出学者斯科特·罗宾逊(Scott Robinson)指导下,从零构建热带山地鸟类繁殖与环境因子的长期数据集。两人目前均为德州农工大学助理教授。

秘鲁云雾森林五年监测
研究团队在秘鲁北部云雾森林选定样点,与当地家庭和社区共同生活并连续采集数据长达五年,成果发表于《全球变化生物学》(Global Change Biology)。团队在超过60英里范围内的八座山脉开展采样,并与来自秘鲁及拉丁美洲各地的20多名田野助理合作。
在监测方法上,团队最初考虑以寻找鸟巢为主,但由于需要覆盖更广区域且缺乏长期积累,最终以捕鸟网作为主要手段,同时记录能够发现的鸟巢。研究人员在捕获个体后检查近期繁殖迹象:例如幼鸟绒羽、雄鸟泄殖腔突出等;对雌鸟则观察育雏斑等特征。
为识别繁殖与环境条件的对应关系,团队同步测量花果丰度、记录降雨量,并通过扫网拍打灌木等方式采集昆虫生物量数据。五年间,研究共捕获并放飞超过8000只鸟,记录近4000次繁殖事件,采集48000只昆虫,并发现318个鸟巢。

食虫鸟类繁殖时间出现大幅波动
分析结果显示,热带鸟类繁殖时间的变异幅度超出研究人员预期。纽厄尔指出,在温带地区,同一物种筑巢季节的年际变化通常仅为3至5天;而既有热带研究多提示可能波动数周至一个月。但在本研究中,不仅单个物种,群落中部分成员在不同地点与不同年份的繁殖时间均出现显著差异。
研究将鸟类按食性分为吸蜜鸟、食果鸟和食虫鸟三类。吸蜜鸟(如蜂鸟)多在旱季初繁殖,与花期相对应;食果鸟(如唐纳鸟)多在雨季繁殖,与果实丰富期一致。相比之下,食虫鸟类的繁殖时间更不稳定:同一群体在不同年份可出现约一个月的提前或推迟;在相距约60英里的不同山脉间,某些食虫鸟群体甚至可能分别在5月与10月繁殖。研究称,此前尚无研究显示热带鸟类可将繁殖推迟近半年。
研究还发现,群落在不同季节间“切换”繁殖窗口与昆虫丰度高度相关,并识别出昆虫生物量的临界值:每平方米43毫克。若旱季期间昆虫平均生物量维持在该水平,食虫鸟倾向于在雨季减弱时筑巢;若低于该阈值,群落则转向在雨季初筑巢,这与斯库奇在哥斯达黎加的观察相一致。

降雨影响昆虫,气候变化风险上升
研究指出,热带昆虫丰度受降雨影响显著。纽厄尔在对秘鲁数据的另一项分析中发现,昆虫对降雨量呈现“中等最佳”的特征:降雨过少会降低昆虫数量与生物量,而降雨过多同样会造成下降。研究称,这是首次显示过量降雨可能损害昆虫丰度,但两者之间的功能关系仍不清楚。
研究人员表示,这一结果意味着昆虫及其捕食者对全球气候变化可能更为敏感。长期研究已记录多种热带鸟类种群数量下降,尤其是食虫鸟类;昆虫生物量变化可能解释其中一部分原因。此外,研究团队也提到,安第斯山脉的森林砍伐对数百种适应密集林冠遮荫环境的鸟类构成生存威胁。
