Погодный радар и машинное обучение помогли изучить, как климат меняет привычки птиц к ночевкам в общих гнездовьях
Птицы, включая ласточек и стрижей — так называемых воздушных насекомоядных — контролируют популяции насекомых и переносимые ими болезни, обеспечивая сельское хозяйство борьбой с вредителями на сотни миллионов долларов. Но численность этих пернатых друзей человека сокращается тревожными темпами: в Северной Америке популяции сократились более чем на 30% в период с 1970 по 2017 год.
Два недавних исследования Университета штата Колорадо использовали погодные радары для отслеживания перемещений воздушных насекомоядных и изучения изменений в их поведении за последние 20 лет. Ученые исследовали изменения в привычках птиц к коллективным ночевкам (ройстингу), чтобы попытаться определить причины сокращения численности видов.
Перед миграцией воздушные насекомоядные собираются в общие гнездовья, которые могут насчитывать от тысяч до сотен тысяч птиц. Исследования, использовавшие 21 год данных с 12 станций погодного радиолокационного наблюдения в районе Великих озер, показали, что пиковая и поздняя стадии роостинга смещаются на более ранние сроки сезона, следуя долгосрочному тренду потепления.
Адаптация к окружающей среде
Из-за изменения климата растения и насекомые появляются раньше в сезоне. Это смещение в доступности ресурсов, или какой-то другой климатический сигнал, вероятно, приводит к более ранним срокам роостинга и миграции, что может иметь последствия для здоровья птиц.
Исследование, опубликованное в Global Change Biology, показало, что сроки пиковой активности роостинга теперь наступают на 4.5 дня раньше, чем два десятилетия назад, в то время как сроки более ранних стадий роостинга в сезоне в значительной степени не изменились. Это смещение может привести к сокращению предмиграционного сезона роостинга, а значит, у птиц остается меньше времени накопить энергию для предстоящей миграции.
Новая методика
Эти исследования стали первыми, в которых машинное обучение было применено для фильтрации огромных массивов долгосрочных данных погодных радаров с целью мониторинга поведения воздушных насекомоядных в крупных масштабах. Впервые реакции этих видов на изменения окружающей среды были изучены настолько широко и за такой длительный период.
Погодный радар позволил ученым оценить количество птиц в каждом гнездовье, а также сезонные изменения. Данные радаров выгодно отличаются своей постоянностью по сравнению с прежними методами, такими как периодические наблюдения человеком.
Большие и малые гнездовья
Второе исследование, опубликованное в Remote Sensing in Ecology and Conservation, показало, что малые гнездовья встречаются чаще, чем крупные. Хотя огромные скопления птиц, насчитывающие сотни тысяч особей, невозможно не заметить, меньшие по размеру гнездовья могут играть не менее важную роль в общей динамике роостинга.
Исследователи также обнаружили, что крупные гнездовья повторяются в одних и тех же местах из года в год — вплоть до всех 21 года, охваченных исследованием, — тогда как малые гнездовья менее постоянны. Ученые надеются, что лучшее понимание этих закономерностей и мониторинг численности популяций помогут разработать меры по сохранению видов.