卫星拍到企鹅粪便颜色变化，揭示气候变化对该物种的影响
三十年来，NASA和美国地质调查局一直运营着陆地卫星（Landsat）计划，以可见光和红外光悄然拍摄地球的每一个角落。科学家们如今为这一影像档案找到了意想不到的用途：通过分析企鹅粪便的颜色来监测它们。
由克莱姆森大学领导的研究团队利用30年的陆地卫星影像，重建了南极洲阿德利企鹅的食性，揭示了气候变化和海冰减少如何从根本上改变这些标志性鸟类的饮食习惯，并可能对其长期生存造成严重后果。该研究发表在《当代生物学》期刊上。
企鹅粪便揭示的秘密
阿德利企鹅在南极海岸线周边的各个群落中繁殖，但它们偏远而严酷的栖息地使得大规模种群监测极其困难。研究人员意识到，卫星影像可以提供一个解决方案,,因为企鹅的粪便在轨道上能检测到独特的光谱特征。
“阿德利企鹅是遍布南极大陆繁殖的标志性物种，”加州大学圣克鲁兹分校海洋科学教授、该研究的合著者迈克尔·J·波利托说，”它们就像’煤矿中的金丝雀’，我们的研究揭示了近期的变暖如何破坏了它们赖以为生的南极海洋食物网。”
研究团队采集了南极各地企鹅群落的粪便样本，在实验室中测量了它们的光谱特性，并将这些数据与稳定同位素分析相结合，以确定每个样本来自以鱼类为主还是以磷虾为主的饮食。然后，他们建立了一个模型，仅靠粪便颜色就能预测食性构成，并将该模型应用于1984年至2013年间覆盖企鹅群落的每一张陆地卫星影像。
真正的洞见来自克莱姆森大学助理教授凯西·扬弗莱什博士。
“创新之处并不在于卫星技术本身，而在于能够利用这些数十年的卫星影像，结合现代地球化学、统计学和计算工具进行分析，”扬弗莱什说，”没有人当初设计这些卫星是为了监测企鹅，但现在我们得以用这些新颖的方式使用它们。”
正在变化的食谱
结果呈现出清晰的模式：海冰较多区域的阿德利企鹅往往吃鱼，而海冰减少区域的阿德利企鹅则更依赖磷虾。这一点至关重要，因为磷虾的营养价值低于鱼类，且磷虾种群本身正面临海水温度上升以及来自正在恢复的海豹和鲸鱼种群竞争加剧的压力。
自该研究的数据收集期于2013年结束以来，南极海冰已降至历史最低水平，表明这一趋势很可能已经加速。持续向以磷虾为主的食性转变，可能威胁到整个南极大陆阿德利企鹅群落的健康和繁殖成功率。
这项研究标志着太空观测首次在大陆尺度上捕捉到任何物种的食物网与种群动态变化。该方法可推广至偏远地区的其他海鸟和海洋哺乳动物群落，为保护生物学开辟新的前沿。
煤矿中的金丝雀
阿德利企鹅被视为南极生态系统的哨兵物种。它们的数量、食性和繁殖成功率反映了整个南大洋食物网的健康状况。通过证明卫星可以从轨道上追踪这些指标，该研究为保护管理者提供了一种强大的新工具。
来自石溪大学、加州大学圣克鲁兹分校、NASA及其他机构的研究人员共同参与了这项研究，研究全文可在《当代生物学》上查阅。
婷 翻译