你可能没想到，迟到早退的“小燕子”，正经受气候变化考验丨地球呼叫
编者按：不管你对气候变化的成因持何种立场，但谁也无法否认，它已经真实发生。除了北冰洋海冰融化、东非干旱加剧等看似遥远的气候变化征兆之外，就在我们的身边，也已经有足够多的迹象正在彰显这场全球变动的伟力。
是的，气候变化并不只是升温、极端气候这么宏大，它也有许多细微的表象。在接下来的一段时间里，我将和大家一起，发掘这些正在身边的气候变化故事。敬请关注~
家燕（Hirundo rustica），中国人再熟悉不过的自然精灵，这种小小候鸟喜欢在人的居所筑巢，又擅长捕食害虫，一直是备受瞩目又颇受关注的益鸟。由于迁徙回归的时节和农业生产活动高度吻合，又由于生活在人身边的家燕很容易观察，我们一直有观测家燕回归来指导农业生产的惯例。
然而近年来，许多地区的家燕却表现出“迟到早退”的趋势——它们回来的更晚了，却更早的向南迁徙。这种现象背后，其实也离不开气候变化的影响。
家燕的“迟到早退”
大陆是农业生产大国，所以对于能指导农业生产的自然现象的记录持续至今，由此形成了一套用自然界中动植物行为来标记季节变化的特殊“历法”——物候历。而作为对季节变化十分敏感、又很容易观察到的生物，家燕一直是大陆北方地区物候历的重点关照对象。按照《农业气象观测规范》要求，各地对家燕的观测主要集中在始见期和绝见期这两项上，前者就是这个地区这一年第一次见到家燕回来的日期，后者是这个地区这一年最后一次见到家燕的日期，两者之间的始绝见间隔期，也就是家燕今年在这个地区停留了多少天的意思。
由于各个地区的燕始见、绝见、始绝见间隔期都有不同，所以我以自己家乡——山东青岛——来举例。在往年，青岛地区的家燕一般是4/5月份开始出现，平均日期是4月19日前后，9/10月份南飞绝迹，平均日期是10月2日前后，间隔期在166天左右。但近年来的研究发现，青岛的家燕出现了明显的始见期推迟，绝见期提前，间隔期缩短的趋势，有些年份的波动甚至十分剧烈，比如在2017和2018年这两年，家燕在9月6日就离开了青岛，比正常年份提前了近一个月。
今年我自己的观察也是发现，大概在9月13号前后，青岛城区已经基本见不到家燕的身影（南部靠近日照市的乡村里倒是直到9月22日还能见到一些）。换算下来，青岛市民每年能看到家燕的总时长减少了1/5~1/6，不可谓不显著。
家燕的“迟到早退”是什么原因导致的呢？一般认为是气候变化的影响。
你细品一下，是不是有点不对劲？不是全球变暖吗？既然变暖了，燕子不是可以多留一阵子吗？怎么反而还走的更早了呢？
这就是我不建议大家把气候变化简单等同于“全球变暖”的原因，气候变化远比“变暖”要复杂的多，整体来看，确实有温室气体增多、气温整体攀升的大趋势，但在具体时间段和具体地区，它更体现在降雨、云量、风速、日照时数等诸多层面的紊乱上，而其中的许多因素变动，可能对动物的影响会比单纯的温度变化更显著。
以青岛地区的家燕为例，日照时数的变化可能起到了更决定性的因素。
日照时数，错位的“闹钟”
日照时数是指是在无任何遮蔽条件下，太阳中心从东方露出地平线到进入西方地平线，其光线照射到地面的时长。最近几十年里，中国各地云量增多，遮挡了更多直射地面的阳光，所以出现了全国性的日照时数的缩减趋势，尤其是黄淮地区，在2000年后出现了日照时数剧烈减少的态势，每年的日照时数减少速率约为9小时；华北、江汉、江淮和华南地区则以每年7小时的速度缩减；西南、江南、东北地区的缩减速率为每年3小时左右。总的来说，沿海地区的日照时数减少速度最快，夏季的日照时数减少最明显，两相叠加，青岛正是大陆日照时数减少最显著的地区之一。
而光照刺激对大多数动物来说，是指示季节更替的最重要标志。在中高纬度地区，随着季节变化本来就会出现昼夜时长的变化，我们假设一个地区9月是230小时，10月是220小时，那么像家燕这样的候鸟就会感受到这种日照时数的自然缩短，明白自己该准备动身了。
现在随着气候变化导致的日照时数缩短，9月的日照时数已经变得和以前的10月一样短，候鸟也就因此产生了“到时候了，该走了”的错觉，催促它们更早动身，这也导致了它们“早退”。“迟到”的原理也基本等同，北归的候鸟在北上途中，也可能感受到“路上的日照时数还不够，我的北方家乡应该还没到春天”，推迟了北上的脚步。
当然，日照时数还只是“迟到早退”的原因之一，导致它们“早退”的另一个重要原因可能还和食物高峰的错位有关。
昆虫盛宴，但提早开宴
从返回北半球栖息地开始，家燕就进入一场“生死竞速”。老燕要寻找自己的旧巢修补翻新，新燕要寻找自己的筑巢场所衔泥筑巢，然后就是求偶、交配、生蛋、带娃。新出生的雏燕更是争分夺秒，从破壳而出那天算起，第19天的雏燕就已经可以从高处飞往地处，第21天就能从地面飞回巢穴。为什么这么赶？因为能待在这的时间总共就这一百多天，雏鸟只有这么点时间来长大成熟，以完成鸟生第一次长途迁徙，而秋天可是眨眼就要来了。
在这一系列工作背后，都离不开一件天大的事儿——吃！燕以食为天，有充足的食物供应，后边这一大堆活儿才能漂亮干完。刚迁徙回北方的燕子体力透支，先好好吃一顿才有体力生出健康的娃。刚出生的娃胃口大，吃饱了才能长得快。南迁又是一条几千公里漫漫长途，不好好储备营养物质好怎么有力气飞呢？
显然，繁殖地的食物是不是充足优质，就成为决定一切能否按照时间表完成的关键。
然而气候变化导致的冬季积温增多、春季升温提前、雨水变化等等，对昆虫越冬和复苏的提前带来显著影响，也导致了迁飞昆虫更早的向更高纬度的地区迁徙。原本家燕回到某地进入繁殖高峰时，正好和昆虫的爆发期重叠，家燕可以利用丰富的食物资源喂养幼雏，但现在，家燕还没回来，昆虫就已经进入爆发期，迁飞性的昆虫已经开始向北扩散，尽管更长的气温适宜期可以让多种昆虫在一年里多繁殖几个世代，但这些新的繁殖高峰往往也是发生在它们向外（主要是向高纬度）迁飞的路上，和需要丰富食物的繁殖家燕出现了时间和地理上的错位，导致家燕繁殖成功率降低、幼雏发育更慢，进而影响幼雏向南迁徙过程中的存活率；或是导致夏末秋初家燕难以更高效的获取充足的食物，被迫提前南飞寻找食物。
举个例子吧，有一种重要的农业害虫——东方黏虫，它们原本是大陆27°N~33°N的区域内越冬，越冬的最北限大概是在秦岭淮河一线，春季，生活在这里的黏虫苏醒发育成成虫开始交尾的时候，迁徙到这里的家燕也正好回来了；此后黏虫向北迁飞，2~3个世代后到达大陆东北地区，这个时期东北的家燕也回来了，又正巧重叠。大量爆发的成虫飞舞交配，为迁徙回来的家燕带来充足食物来源，有利于家燕快速补充体能进入交配期。但现在，气候变化导致黏虫的越冬区域向北拓展了1个纬度，暖冬和早春让黏虫的复苏提前，相应的发育成成虫、交配的时间也提前，家燕回来的时候，这些完成交配的黏虫大部队已经早就动身出发向北扩散了。而且黏虫的扩散也更向北拓展，它们也会在更早的时候向南方的越冬地回迁，这也影响了秋末家燕储备营养的时间点。
再看另一类昆虫——蝉。蝉和家燕一样都是物候的标志性生物，每年蝉鸣开始和蝉鸣结束的时期各地统计的也比较详细，近年今年观测发现，更早的春雨有利于蝉的更早出土羽化，夏季的日照时数和风速变化有利于蝉成虫的交配，但是蝉这种昆虫交配产卵后就死了，整体而言蝉在每年的消退（终鸣期）也提前了。
需要注意的是，蝉和黏虫不是家燕唯二的食物，可能对很多地区的家燕来说，甚至都不是主要食物，它们活动规律受到气候变化的影响也远比我们刚才提到的更复杂，在这里简单举例只是为了大致说明流程。这则故事也只是气候变化对许多农业害虫影响的一个缩影，后边有机会还会专门展开这个话题写一下。
旧燕归巢，无巢可归
提到家燕的习性，人们最熟悉的莫过于它喜欢在人的屋檐下筑巢，每年老燕都会归巢。这是家燕和人协同演化的表现，全基因组研究发现，大约7700年前，家燕从简单的利用自然洞穴、岩石裂缝筑巢，逐渐转变为适应人类建筑，这种筑巢方式的转变给家燕带来了巨大优势——人类建筑周边的家燕天敌（譬如蛇）更少，室内环境受到自然灾害（暴雨、狂风）直接冲击的概率也更低，而且早期的人类聚居区周边，通常还有大量农耕地或者放牧区域，昆虫也更聚集，从安全性和便利性上都更有利于家燕生活。现有研究也发现，家燕在使用人工建筑作为筑巢环境之后，全球种群数量迅速增加，即便是在家燕种群下滑最严重的北美加拿大地区，种群数量依旧比500年前（欧美殖民者定居点快速增加的时代）要多。
但在最近一百多年里，全球城市化进程加速，农村的规模大幅度减少，生产模式也发生转变，比如放牧转变为集约化的饲养，种植业依靠农业杀虫，这都拉低了“居住在人类身边容易找到食物”这条优势。
建筑结构的转变也影响家燕筑巢，原本最适合家燕筑巢的木结构梁椽被水泥、瓷砖墙壁替代，而这类结构很光滑，泥巴不易黏着，筑巢难度增加，迫使家燕只能在水泥建筑上的钉子、灯具、电线等为附着点筑巢。在农村地区，半开放式的谷仓、牛棚越来越少，原本为了采光换气常开的室内屋门也因为玻璃窗、纱窗、油烟机等的普及而转变为常闭。在城市中，老旧小区的改造过程中逐渐开始加装单元门、封闭楼道玻璃窗，临街店铺的外立面装修等等都给家燕使用人造建筑筑巢增加了阻碍，另一方面，幼燕生长期间排便导致的污染，也让捣毁燕巢越来越普遍。
附着在电灯上的燕巢
就像我们刚才说到的，城市建筑对家燕筑巢而言并不友好，而在人口城市化的大背景下，大多数人口正在向城市流动，这就导致对大多数人而言，日常能看到燕的频率减少了，在城市的家中见到家燕筑巢更是几乎不可能，如果再叠加上因为光照时数和食物高峰变化而导致的迁徙周期上的“迟到早退”，直观上的感觉，当然是燕子越来越少了。
但“燕子越来越少”并不只是个直观上的假象，全球家燕种群的规模也的确在萎缩，而导致这一结果的成因更复杂，却也离不开气候变化的影响，在下一期内容中，我们将继续为大家展开讨论相关内容。