帝王蝶在美国西部显示出复苏迹象,但专家仍持谨慎态度

人们种植马利筋和其他本地栖息地的努力正在帮助该物种生存。
Monarch butterfly feeding on nectar of a purple coneflower in a native meadow
含有多种本地野花的草地可能比零散的马利筋更有利于东西方君主蝶种群。 Deposit Photos

2020年11月,一个由志愿者运营的君主蝶数量普查在加利福尼亚州发现的蝴蝶不足2000只。这是连续第三个冬季普查数量低于30,000只——这是一个令人担忧的趋势。但今年感恩节的同一普查带来了希望的曙光:志愿者们在283个地点发现了247,237只蝴蝶,这在短短一年内是一个显著的转变。

“今年我们看到了令人惊讶的结果,而且非常令人兴奋,”Xerces协会的濒危物种保护生物学家Isis Howard说,该协会是普查的牵头者之一。“每个人都感到充满希望,但我们试图传达的是谨慎乐观。”

但是,当这些橙色、黑色和白色的斑纹蝴蝶在西部地区显示出复苏的迹象时,昆虫学家们对该物种东部同类的日益黯淡的命运提出了疑问。

自1997年以来,西方君主蝶数量下降了95%以上。美国鱼类及野生动物管理局(U.S. Fish and Wildlife Service)曾考虑将这两个种群都列入濒危物种名单,但在得出结论认为君主蝶的状况“符合条件但因优先级更高的名单而推迟”后,决定暂缓。

尽管Howard表示,看到西方种群今年的数量回升展示了它们的韧性令人难以置信,但仍有许多未知因素在起作用。“我们不知道明年会是什么样子。我们也不知道五年后会是什么样子,”她说,“君主蝶的数量是否可能回落到2000只以下?是的,这是可能的。它们明年是否可能跃升到300,000只以上?是的,这也是可能的。”

Howard认为,极端环境条件,如风暴事件和加利福尼亚州的森林火灾,可能影响了西方君主蝶数量的剧烈年际变化。甚至有人认为可能有大量东方君主蝶飞到了墨西哥,然后加入了西部的迁徙。

传统上,落基山脉构成了东西方君主蝶种群之间的天然屏障。东方君主蝶以其独特的迁徙而闻名,迁徙距离超过2500英里,到达墨西哥中部米却肯州和墨西哥州的越冬地,然后返回美国东海岸和加拿大安大略省南部地区的夏季度夏地。而西方的君主蝶则从墨西哥沿着太平洋海岸前往加利福尼亚,路线短得多(具体的停留点仍然是一个谜)。

在北美,东方君主蝶占所有君主蝶的近99%。2016年发表的研究表明,随着其种群数量的下降,东方君主蝶在未来20年内达到准灭绝的可能性很大。造成这种下降的主要原因之一是整个大陆的栖息地丧失。据估计,君主蝶目前在墨西哥使用的5.2英亩土地需要增加到14.8英亩,才能将该物种脱离危险。

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Skye Bruce是威斯康星大学麦迪逊分校的一名博士生,她专注于君主蝶的景观生态学,这基本上是对保护该物种栖息地的最佳方法的研究。她的工作旨在回答这样的问题:君主蝶是否需要大片景观的栖息地才能找到一片区域?它们是否需要像许多蝴蝶和其他昆虫那样连续、不孤立的栖息地?还是它们可以找到这些孤立的区域?

君主蝶栖息地中马利筋的丧失是威胁其数量的最大因素。Bruce将其归因于美国工业农业的增加,这导致了玉米和大豆的单一栽培。“草甘膦的引入导致马利筋从景观中消失,”Bruce说。“因此,我们从农田边缘失去了数百万株马利筋,因为农田喷洒了除草剂。”

除了马利筋,农药还会摧毁富含花蜜的花朵,使君主蝶的食物来源减少,无法为长途飞行提供动力。但栖息地丧失并不是困扰君主蝶的唯一问题;气候变化也在改变它们在东部和西部美国迁徙的方式。

加拿大西蒙·弗雷泽大学的博士候选人Rodrigo Solis是eButterfly的一部分,这是一个监测君主蝶并编译数据库的公民科学平台。随着北美大陆气温升高,君主蝶可能不太愿意在冬季来临前向南飞。这会将其繁殖周期推迟10天到两周,这意味着当昆虫在春天返回繁殖时,开花植物可能不再开花,无法提供花蜜,Solis说。

Solis指出,天气事件会以多种方式影响君主蝶的旅程。如果冬季中西部气温较低,昆虫可能不得不面对马利筋的短缺——这是君主蝶幼虫唯一的食物来源。

东方君主蝶特别长的迁徙距离也意味着它们更容易受到一系列变化的影响。从杀虫剂到花蜜的可用性,再到日益增强的飓风,东方君主蝶面临的危险数不胜数,Solis说。这就是为什么该种群数量稳步下降,现已达到关键阶段。

热带马利筋会欺骗君主蝶在冬季停留,打乱其整个迁徙周期。

尽管呈下降趋势,个人和组织正在努力寻找恢复君主蝶数量的方法。Monarch Joint Ventures等组织提议收回开发土地,如高速公路沿线,为君主蝶培养觅食空间。他们沿着I-35(贯穿德克萨斯州、俄克拉荷马州、堪萨斯州、密苏里州、爱荷华州和明尼苏达州)的君主高速公路,就是恢复栖息地的一种方式。

Bruce称赞Monarch Joint Ventures在恢复蝴蝶栖息地的努力,但她表示,沿高速公路的选址会让翩翩起舞的昆虫面临被汽车撞到的更高风险。作为替代方案,她正在研究现有的草原作为君主蝶的潜在家园。她说,这些景观很棒,因为它们已经得到了管理或以某种方式刻意进行了焚烧。

“用于农业目的的草原,即牛羊放牧,通常包含马利筋和供蝴蝶吸食花蜜的植物,”Bruce解释说。“我认为,学习如何在这些保护区优化保护指标至关重要。”

对于那些想种植花卉来帮助君主蝶的人,她强调了种植早开花和晚开花植物的重要性,以确保整个季节都有充足的花蜜供应,为该物种的不同世代提供充足的花蜜。Solis和Bruce都警告说,马利筋种类繁多。其中一种常见的叫做热带马利筋,通常可以在家得宝等方便的地方找到,但它并非本地植物,Bruce说。与每年都会枯死的普通马利筋不同,热带马利筋是多年生的,这意味着它会多年开花。虽然这听起来不错,但Solis说,这使得原本会随着植物自然死亡的寄生虫得以积累,并在君主蝶停留吸食花蜜时感染它们。热带马利筋还会欺骗君主蝶在冬季停留,打乱其整个迁徙周期。

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所有这些景观层面的改变都可能导致北美君主蝶种群数量的长期反弹。但在加利福尼亚近期数量回升的情况下,其影响可能更为短暂。Solis警告说,尽管247,000只可能是一个不错的普查数量,但这仍然表明西方君主蝶卵的存活率非常低。他认为,数量的急剧上升可能是森林火灾的结果,森林火灾可能使土地更有利于马利筋的生长。

“君主蝶在这方面非常灵活,”Solis说。“它们具有可塑性,可以适应栖息地提供的任何东西。如果它提供了很多,它们就会尽可能地填满它。”

考虑到247,000这个数字仍只是90年代西方种群数量的一小部分,像Howard这样的保护主义者仍然表示担忧。她表示,像君主蝶这样的无脊椎动物种群数量在数量触底时往往会剧烈波动,因为它们对环境变化的敏感性增加。

即使君主蝶的困境尚未结束,它们重新攀升的能力也给所有试图改变该蝴蝶命运的人们带来了希望。凭借它们对积极环境变化的响应能力,北美有一天可能会看到一个健康的君主蝶种群,利用由人们精心照料的各种空间来觅食、休息和繁殖。

 

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Nikita Amir

特约撰稿人,科学

Nikita Amir 是 Popular Science 科学版块的新闻撰稿人。她于 2021 年春季作为学生首次在该杂志实习,并不可避免地发现了自己回到这里,报道与气候或能源相关的研究。


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