近日，中国科学技术大学极地环境研究室谢周清-孙立广课题组在大气环流驱动企鹅栖息地格局演化研究方面取得重要进展。研究成果以“Enhancedwesterlies drove penguin movement at 1000 yr BP on Ardley Island, west Antarctic Peninsula”（过去一千年阿德雷岛西部企鹅东迁与西风加强）为题，发表在地学权威学术期刊《Quaternary Science Reviews》上。该项研究论证了企鹅聚居地迁徙和数量变化与地形、西风强度、南极环状模（SAM）之间的关系，为研究历史时期的大气环流和古生态提供了一个新的研究角度，并为评估未来气候变化对企鹅栖息地可能产生的影响提供科学依据，对企鹅生态安全和生态保护区的规划也有参考价值。
气候变化不仅是当今人类面临的共同挑战，也关乎万千物种的安危存续。企鹅是气候变化的敏感物种。在升温现象最为明显的南极半岛地区，大量阿德利企鹅栖息地正显著萎缩。模拟结果显示，截止本世纪末，将有70%的王企鹅放弃原有栖息地或消失。然而，由于现代观测资料的持续时间较短，使得企鹅种群动态对长期气候变化的响应模式和机制认识不足，无法进行有效的生态变化预测和物种保护。
过去对企鹅古生态的研究主要集中在探索企鹅登陆历史及其种群数量、食谱与气候变化的响应关系研究上。气候变化对企鹅地理分布格局变迁的影响是一个至关重要且尚未解决的生态问题，近年来日益受到国际社会的关注。阿德雷岛位于南设德兰群岛乔治王岛，处于西风带的南部边缘。该岛被国际鸟类联盟（Bird Life International）确定为重要鸟类区域，是南设德兰群岛金图企鹅最大巢区。2000年，孙立广等通过对该岛Y2湖的研究，提出了在沉积层中识别企鹅粪的标型元素组合，恢复了阿德雷岛过去3000年企鹅数量变化（Sun & Xie et al., Nature,2000）。2017年，英国南极局Stephen J. Roberts研究团队对该岛月牙湖的研究确认了这个纪录，并把该岛企鹅登陆时间和生态记录提前到了距今6700年(Roberts, SJ et al., Nature Communications, 2017)。然而，一个现象始终困扰着国内外科学家：当前，企鹅聚集区分布在岛屿东部，但过去的研究表明自中全新世以来企鹅在岛屿西部聚居。企鹅很可能从岛屿西部迁到了东部，它们是什么时候开始迁徙的？迁徙的原因是什么？
图1.过去数千年阿德雷岛企鹅聚居地变迁及西风强度变化
本研究对采自阿德雷岛东部粪土沉积物（Q1）进行测年和元素分析，重建阿德雷岛东部历史时期企鹅分布和数量变化情况，并综合分析了过去20年国内外学者对该岛的各项研究。结果表明，岛屿东部至少在大约距今900年（~900 yr BP）已经有企鹅聚居，自~500 yr BP以来企鹅数量增加。岛屿西部企鹅聚落自~1000 yr BP开始逐渐废弃，到~500 yr BP企鹅聚落废弃或者数量下降成为普遍趋势。研究发现，此次企鹅东迁与西风加强和SAM变正有关，其导致当地局域环境变化，岛屿西部受风更强，且分布更多积雪，企鹅逐渐迁往阿德雷岛分水岭以东的避风地带。该项研究揭示了大尺度气候模式作用下的岛屿地形、风和积雪的分布对于企鹅种群盛衰和栖息地演化至关重要，并为研究局域尺度的气候和地形地貌对企鹅行为的影响提供了崭新的视角。
该论文第一作者为地球和空间科学学院博士后杨连娇，孙立广教授和谢周清教授为本文共同通讯作者。该研究工作得到了科技部重点研发、南北极环境综合考察与评估专项、国际极地合作项目等的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2019.04.026
（极地环境与全球变化安徽省重点实验室、地球和空间科学学院、科研部）