撰稿、攝影:洪志銘副研究員(本院生物多樣性研究中心)

當逐漸回暖的三月天來臨,在中研院區內,經常可看見為了繁衍後代,陸續北返的家燕(Barn swallow, Hirundo rustica)旋巡於空中。牠們會在院區附近的騎樓裏尋找、甚至爭奪鍾意的巢位,來修補既有的舊巢或再自行建構新巢用以產卵、育幼。

出現在人類建築旁的家燕(Barn swallow, Hirundo rustic)

百姓家,也是燕子的家

家燕是與人類互動頻繁的鳥類,就像許多其他的燕科鳥種會利用人工建築物來作為築巢地點。事實上,有些燕科鳥類甚至已經完全依靠人造物來營巢繁殖。例如在美東地區的紫燕 (Purple martin, Progne subis),就因為人類長期以來為牠們設置葫蘆狀或公寓式的巢箱,造成現今的紫燕已經無法在沒有人類提供巢箱的狀況下自行築巢、繁殖。

而於全球廣布的家燕,如今也幾乎不會在野外自然地點築巢。在人工建築物上築巢,可以減少惡劣氣候與掠食者對巢中蛋與幼雛的傷害,這些優勢對物種繁衍提供了莫大的助益,可能因此使得燕子一用過就回不去(較劣勢的野地巢位)了。

3個家燕巢位於該騎樓靠馬路的橫樑上,這些巢已存在多年

這種依賴人類房舍的行為,讓家燕在都市地區也能繁衍。但是在夜裡,建築物與街道經常點亮燈光,這些人造光不僅改變了人類的生活方式,也可能擾亂其它物種的晝夜節律,影響牠們的行為。而家燕與大多數的鳥類一樣是日行性動物,夜間燈光對家燕的築巢與繁殖行為是否造成影響,是一個有趣的生物問題,也是重要的保育議題。但研究團隊驚訝地發現,幾乎沒有任何研究探討過夜間人造光對於這個全球廣布且與人類有著緊密聯繫的鳥種的影響。

是鄰居,也是研究對象

中央研究院位於南港市區與郊區的交界地帶,在研究院路上,能看到各戶的夜間燈光強度與點亮時間有著頗大的差異。從捷運南港展覽館站到中研院,再到舊莊的公車總站,一路上商業活動逐漸減少,夜間燈光也隨之減弱。例如便利商店的燈火徹夜不滅、一般餐廳通常於晚餐後一、兩小時熄燈關門,居民住戶則較少在門外的騎樓開燈。在這些身負各式用途的建築騎樓裡,或多或少都有家燕築巢。

在這段約2.5公里的路上,研究團隊發現了上百個家燕巢,而使用這些巢的燕子所面臨的天氣、食物資源與其他天然因素大致相同。家燕的開放式碗型巢,使得巢中的成鳥與幼雛直接曝露於騎樓燈火下。相較於過去相關研究通常是利用設置可操縱光源的人工巢箱,對使用洞穴型巢的鳥(例如大山雀Great tit, Parus major)執行實驗,較少機會直接檢測開放型巢穴鳥類的原地巢位。因此,該區域成了一個檢測夜間燈光如何影響家燕繁殖行為與表現的極佳天然實驗室。

自2017年開始,研究團隊對中研院周遭(主要為研究院路)的家燕進行研究調查,由師範大學生物科學系王治宣碩士生負責執行。他以測光儀測量研究院路上騎樓內的夜間人造光源照度,調查各騎樓是否有家燕巢,並紀錄該巢於繁殖季是否確實被家燕使用。針對使用中的燕巢,研究人員進一步監測並計算其中蛋的孵化率、幼雛的離巢成功率,並分析這些繁殖參數與夜間光照強度的關係。另外,研究人員也觀察到家燕於調查樣區內,有時會在夜間餵食幼雛,這在日行性鳥類是少見的行為。因此,研究人員也開始計算夜晚親鳥餵食的頻率與幼雛的乞食頻率,試圖分析這些行為與其巢位夜間光照強度的關係。

分析這些調查結果後,研究團隊發現在夜間人造光源較強的巢,夜裏親鳥的餵食頻率與幼鳥乞食頻率都較高,也有較高的離巢成功率。此結果顯示,親鳥的夜間餵食,可能有助於幼鳥成長,因而提高離巢成功率。研究人員就曾多次觀察到家燕在馬路路燈下或騎樓燈下捕食白蟻等昆蟲,餵食幼鳥。

巢中的家燕幼雛

但這種與夜間光照強度與離巢成功率的正相關性,僅出現在家燕繁殖第一巢時或繁殖季前期(約4 – 6月)發生,並未在家燕繁殖第二巢時或繁殖季後期(約7 – 8月)發現此相關性。因此研究團隊尚未確定導致此差異的真正原因,推測可能是繁殖季後期夜間昆蟲(如白蟻)數量減少,導至夜間餵食效率減低。另ㄧ個臆測因素是持續的夜間餵食行為可能使得親鳥長期睡眠不足,到了繁殖季後期捕食效率因而打了折扣,難以再提高幼鳥的離巢成功率。

研究團隊也得出另一個結果——家燕並不會依據夜間人造光源亮度選擇巢位,因為在光照度強與弱的騎樓內,可觀察到相似數量的家燕巢。研究團隊推測,上述夜間人造光源對於家燕繁殖產出的正面與負面影響可能相互抵銷,因而造成家燕針對光照度的巢位選擇不明顯。這種對於人造光源的高耐受度,或許能解釋為何家燕能在燈火通明的都市築巢、繁衍。

曝露於夜間人造光源的家燕巢

結語

隨著全球都市範圍迅速擴張,夜間人造光源已成為許多生物正面臨的新環境挑戰,其生態後果需要在實際案例中進行研究才能了解。研究團隊的研究結果顯示,騎樓中的照明光源可能會干擾成年燕子及其雛鳥的睡眠,但馬路上的路燈可能有利於牠們在夜間的覓食行為。這些發現提高了我們對城市鳥類適應夜間人造光源機制的理解,將有助於制定對野生動物友善的城市照明策略。

這類與城市化相關的光污染是新興的環境問題,夜間人照光源對城市鳥類影響的研究需要引起環境科學家、生物學家和公眾的關注。上述的研究成果已發表於《環境污染》(Environmental Pollution)期刊上,期望能拋磚引玉,激發更多相關生態研究。

相關文獻:
Wang, J.-S., Tuanmu, M.-N., Hung, C.-M. (2021) Effects of artificial light at night on the nest-site selection, reproductive success and behavior of a synanthropic bird. Environmental Pollution, 288, 117805.

論文全文:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749121013877?via%3Dihub