每年秋季,数以百万计的鸟类在夜间迁徙前往越冬地。由于多数个体在黑暗中飞行且往往保持安静,长期以来,科学界难以在夜间对飞行中的单只鸟类进行直接观察并确认物种身份。近期,一项发表于《鸟类学》(Ornithology)的研究报告称,研究团队开发并验证了一套可在夜间探测、拍摄并识别飞行鸟类的技术流程。
研究人员在论文中介绍,他们将热成像光学设备、手电筒短时照明与高速摄影结合使用,在夜间对飞行中的鸟类进行定位与成像。研究团队在美国新泽西州开普梅(Cape May)连续三个秋季应用该方法,识别了多种低空迁徙鸟类,其中包括数千只此前难以被其他监测工具探测到的个体。

研究合著者、芝加哥菲尔德自然历史博物馆(Field Museum of Natural History)的鸟类学家兼保护生态学家卡梅隆·拉特(Cameron Rutt)表示,该方法有望拓展科学界对夜间鸟类迁徙的认识,并可能为部分物种的自然史研究提供新的线索。
在此之前,夜间迁徙研究主要依赖声学监测与气象雷达。研究人员指出,雷达能够捕捉鸟类的大范围移动,但通常无法区分具体物种,且对低空飞行个体的捕捉存在局限;声学监测则主要记录迁徙过程中发出叫声的鸟类。拉特称,这项研究显示,仅依赖声学监测会遗漏大量信息,一些物种在夜间迁徙时不发声,例如猫鸟和啄木鸟;另一些物种虽具发声能力,但在迁徙时往往保持沉默。

研究团队将技术突破与近年来热成像设备成本下降、可获得性提升联系起来。论文称,由于鸟类为恒温动物,会向外散发热量,在寒冷夜空背景下可形成明显热信号。康奈尔大学毕业、资深鸟类学家兼摄影师汤姆·约翰逊(Tom Johnson)据此提出利用热成像先行探测,再短暂照亮并拍摄,从而识别飞行物种的思路。
约翰逊于2019年开始测试该方法,并在2020年招募合作者在开普梅扩大应用。研究期间,团队组织志愿者夜间定期开展观测与流程优化,成员自称“夜间俱乐部”。

根据研究描述,在2020年至2022年间,观测小组以单只鸟类为目标进行拍摄:一名观察者使用手持热成像单筒望远镜扫描天空,发现接近的热信号后,使用高强度手电筒对鸟体进行短暂照明,亮度约相当于远处的满月;另一名观察者则使用配备超远摄镜头的数码相机进行快速连拍,以获取可用于鉴定的影像细节。拉特在论文相关表述中形容,首次见证该方法时的体验“像魔法一样”,仿佛在黑暗中突然“打开了灯”。
研究称,这是首次对夜间迁徙鸟类开展大规模直接观察并确认身份的尝试。数据分析显示,除少数叫声显著的科属和物种外,大多数鸟类在开普梅上空迁徙时保持沉默。

康奈尔鸟类学实验室(Cornell Lab of Ornithology)访问科学家、合著者安德鲁·法恩斯沃思(Andrew Farnsworth)表示,该方法可用于确认社交行为,并追踪一些通常不被认为迁徙或夜间飞行不为人知的物种。论文提到,研究期间拍摄到的迁徙鸟类包括红腹啄木鸟、绒啄木鸟和北方红雀等。
研究还提及,约翰逊三年前去世,终年35岁。他生前已将手稿草稿分发给合作者,合著者随后完成论文以纪念其工作。法恩斯沃思表示,约翰逊在过去二十年间为康奈尔实验室贡献了超过一万张照片、音频和视频资料,并希望该方法能在符合伦理的前提下被更多人采用,以推动新信息的收集与知识范围的扩展。