本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）
（图文无关）南极海洋生态系统中海冰—陆地过渡带的典型生态过程，具有重要的科研观测价值。上图是阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）在南极冰缘地带活动。©Joys 摄影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）
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出品 | 海潮天下
据Mongabay在2026年3月17日发布的一篇报道，科学家在南极洲发现了帝企鹅进行年度换羽的新地点，然而卫星数据同时揭示了一个令人揪心的情况：这些作为企鹅“避难所”的海冰正在它们脚下消融。
作为南极体型最大的企鹅物种，帝企鹅对海冰的依赖贯穿其生命周期的每一个关键阶段，而这项由英国南极调查局高级地理与遥感科学家彼得·弗雷特韦尔主导的研究，拓宽了人类对这种生物行为模式的认知，揭示了气候变化对其生存构成的多重隐形威胁。
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▲上图：科学家分析卫星图像发现，在帝企鹅生命中极其脆弱的换羽阶段，其脚下的海冰可能已经发生消融。图源：Peter Fretwell
先说说什么是“换羽”。这是企鹅一次性褪去旧羽毛，并长出全新羽毛的生理过程。它们需要更换老化、磨损的羽毛，以维持保暖和防水能力。不过，这是一种“灾难性换羽”（catastrophic molt），即短期内几乎全部羽毛同时脱落，而非零星更换。成年帝企鹅每年一次，往往是在繁殖季结束后，通常在南半球的夏季（约1~3月）进行，持续约30~34天。在此期间，成年企鹅在陆地上待上约一个月，不吃不喝，依靠脂肪完成全身换羽。同样的，在这段时间里面，它们无法下水捕食，必须依靠体内储存的脂肪为生。
过去，生物学界对帝企鹅的关注大多集中在它们的筑巢、育雏期，因为这些行为通常发生在相对固定的地点，且持续时间较长。相比之下，换羽阶段的研究则显得相对匮乏了许多。
▲通常来说，在换羽阶段，帝企鹅是绝对不能下水的。在换羽期，旧的羽毛会成簇脱落，露出下方正在生长的新羽，这使得原本严密的“防护服”出现了大量孔隙。一旦下水，冰冷的海水会直接渗透并接触皮肤。在南极海水中，这种失温是瞬间且致命的。上图是两只帝企鹅，正处于显著的换羽阶段，旧羽毛成簇脱落。摄影：塞南·耶尔米贝索格鲁（Sinan Yirmibesoglu）船长，论文出处：© 2023 Sinan Yirmibesoglu & Burcu Ozsoy.
如上所说，每年1月下旬左右，帝企鹅会寻找与海岸线相连的稳定海冰进行换羽。这个过程，被科学家描述为“灾难性换羽”，因为帝企鹅跟大部分鸟类分批更换羽毛的策略完全不同，它们会在4~5周的时间内一次性脱落、并更换全身所有羽毛。这种极端的生理更替，意味着巨大的能量消耗，在这短短一个月左右的时间里，帝企鹅需要消耗掉体内储存的大量脂肪，体重通常会骤降40%~50%。
由于在换羽期间旧的羽毛已经失去防护功能，而新的羽毛尚未发育出完整的防水层，帝企鹅在这段时期实际上失去了进入冰冷海水中觅食的能力。它们必须完全远离水源，在坚固的海冰上静止不动，忍受长期的饥饿。彼得·弗雷特韦尔在视频采访中指出，如果帝企鹅在此期间落入水中，因为羽毛不防水，它们会迅速发生失温，这在南极极端低温的海水中几乎是致命的。然而，由于这些企鹅在换羽时倾向于深入冰原内部，或者分散在面积达数千平方公里的海冰上，寻找它们的小规模群落一直极具挑战性。
▲在南极新发现的一处帝企鹅换羽地点。帝企鹅在脱落并更换全身羽毛期间会聚集在此。图源：Vantor
弗雷特韦尔此次的发现，其实，纯属偶然。
他最初是在利用高分辨率卫星图像寻找帝企鹅的繁殖地，却意外地在一些并非传统筑巢点的坐标上，发现了一些“奇怪的棕色污渍”。这些污渍看起来非常像企鹅聚集时留下的排泄物痕迹。
考虑到图像捕捉的时间是在2月，这正是帝企鹅通常完成换羽的时期，他据此推断，这些并非育雏群落，而是此前未被发现的换羽聚集地。
▲上图：帝企鹅的完整生命周期。可一窥这种极地物种从冰上产卵、育雏到幼鸟换羽，再到成年企鹅重返海洋觅食并开启新一轮繁殖循环的演变过程，体现了帝企鹅为了适应南极极端气候而在陆地与海洋之间交替进行的复杂生存策略。艺术家：齐娜·德雷茨基（Zina Deretsky）
之所以能借助卫星清晰地观察到这些群落，部分原因是海冰范围的退缩迫使原本分散的企鹅不得不集中在残存的极小区域内，从而形成了高密度的棕色斑块。
对比了过去几年的历史卫星数据之后，弗雷特韦尔发现了一个极其危险的趋势：在这些企鹅停留换羽的3年时间里，它们脚下的海冰厚度、覆盖度都在持续下降，甚至在换羽尚未完成时，冰层就发生了断裂和消融。
这意味着，原本应当作为安全平台的稳定海冰，正在变成一个不稳定的“陷阱”。
▲帝企鹅幼鸟身上那层厚厚的灰色绒毛，在生物学上被称为“雏绒羽”，是它们在南极极端严寒中生存的保命符。这种绒毛的结构与成年企鹅光滑、防水的羽毛完全不同。它非常细密且蓬松，能够有效地锁住大量的静止空气，形成一个极其高效的隔热层。由于幼企鹅体型较小，体温流失速度快，这层“保暖内衣”能帮助它们在零下数十摄氏度的低温中维持体温。但这种灰色绒毛也有一个致命的弱点：它不防水。绒毛的结构像棉花一样，一旦被海水打湿，就会失去隔热性能，并迅速带走幼鸟的热量。因此，在绒毛褪去并换上具有防水涂层的成年羽毛之前，幼企鹅是绝对不能下海游泳的。上图摄于1993年，在南极洲的杜蒙·杜维尔站（Dumont d'Urville），一只巨鹱（Giant petrel，南极顶级掠食者之一）正与一群帝企鹅幼鸟对峙。摄影：Dargaud
虽然该研究团队目前还无法给出精确的死亡数字，但生理状态极度虚弱、且不具备防水能力的企鹅，在失去冰面支撑后，几乎是没有生存可能的。据此，研究人员警告，这种由于海冰物理性消失导致的死亡，正成为帝企鹅面临的新型气候风险。
其实此前，2021年的一项权威研究，就曾给出过一个沉重的预测，即如果海冰消融速度保持目前的态势，到2100年，全球98%的帝企鹅群落可能会消失，该物种将陷入“准灭绝”状态。弗雷特韦尔的这个最新发现表明，这种灭绝风险的临界点，可能比之前预想的要近得多。
▲上图：2021年一篇研究的一张图中，标注了卫星记录中帝企鹅繁殖地受到环境扰动影响的具体位置。这些扰动因素主要包括：12月中旬前海冰的过早消融，这会导致雏鸟死亡甚至整个繁殖季的彻底失败（如47号莱达湾，由于冰层消融频繁，繁殖极不稳定）；冰川崩解造成的种群被迫迁徙或繁殖失败（如36号梅尔茨冰川）；以及因海冰形成推迟或中途破碎，迫使企鹅群落搬迁至冰架上。在冰架上繁殖通常被认为会消耗更多能量，且因暴露在强风中而降低繁殖成功率。群落坐标数据引用自Fretwell与Trathan（2021）的研究成果。论文出处：Jenouvrier S, Che‐Castaldo J, Wolf S, et al.(2021)
过去的研究模型，主要是基于繁殖失败率来估算种群滑坡的。但，如果将换羽期的成鸟死亡率这一新变量加入其中，那么，整个物种的生存曲线可能会出现更陡峭的下跌。换羽期的成鸟是种群延续的基石，它们的意外损失，对种群恢复力的打击是毁灭性的。
科学家目前面临的挑战在于，这种威胁在南极大陆的其他地区究竟分布有多广。帝企鹅在换羽地点的选择上，表现出了一定的随机性、隐蔽性，这意味着目前的卫星监测可能只是揭示了“冰山一角”。
▲上图：2013年12月3日，南极洲威德尔海附近（南纬77°43′13.34″，西经47°31′2.1″），一只成年帝企鹅（Aptenodytes forsteri）正破水而出，跃向冰面。摄影：克里斯托弗·米歇尔（Christopher Michel）（CC BY-SA 2.0）
弗雷特韦尔和他的团队计划将这些发现作为关键证据，提交给相关的国际保护组织，以推动将帝企鹅列入更高级别的受威胁物种名单。
他强调，帝企鹅面临的威胁几乎完全来自于全球变暖导致的环境改变，没有过度捕捞或直接栖息地破坏等其他人为因素的干扰，这使得它们成为了衡量气候变化对极地生态系统破坏程度的最纯粹指标。
▲上图：2021年那篇企鹅研究中的一张图，对比了不同气候预估情景与当前政策下的全球平均升温目标。图中“温度计”数据源自气候行动追踪组织（CAT, 2021）的独立科学分析，用于评估各国减排承诺的落实情况。橙色、绿色和黄色方框展示了基于政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告的各典型浓度路径（RCP）情景，反映了2081-2100年间相对于工业化前水平的温升区间。蓝色方框则代表CAT在2021年5月预测的在不同政策干预下实现温升目标的可能性。此外，图中水平线标示了符合《巴黎协定》目标的1.5°C与2.0°C全球温升稳定平衡点。文中对各情景的表述均采用其平均温升值，例如将RCP4.5称为2.4°C情景。论文出处：Jenouvrier S, Che‐Castaldo J, Wolf S, et al.(2021)
▲上图：2021年那篇文章中，展示了在2.4°C升温情景下，预计到2080年帝企鹅种群的受威胁状态，并对比了20世纪与21世纪中期各海域年平均海冰密集度（SIC）的变化。图中底色反映了由社区地球系统模型（CESM）预测的海冰变化趋势，圆点则代表各帝企鹅群落的具体位置。圆点颜色基于世界自然保护联盟（IUCN）红色名录标准标注：绿色代表“易危”（种群数量可能减少30%以上），黄色代表“濒危”（可能减少50%以上），红色代表“准灭绝”（可能减少90%以上），蓝色则表示种群减少幅度预计低于30%。图中字母分别代表阿蒙森海（AS）、别林斯高晋海（BS）、印度洋（IO）、罗斯海（RS）、西太平洋（WPO）及威德尔海（WS）。上述“可能”结果均符合IPCC定义的66%以上发生概率。论文出处：Jenouvrier S, Che‐Castaldo J, Wolf S, et al.(2021)
这项研究弥补了帝企鹅生命史研究中的一项空白，向国际社会发出了预警。海冰的动态平衡一旦被打破，其对极地生物的影响将不再是渐进式的，而是通过像“换羽期冰层断裂”这种突发的、灾难性的事件表现出来。
从生态学的角度来看，帝企鹅换羽地的海冰消融可能只是一个“宏大悲剧的缩影”。随着南极海冰在近几年屡次创下历史新低，许多依赖冰面进行生命活动的物种都可能遭遇类似的困境。研究人员指出，接下来的工作重点将是用更先进的监测手段，来追踪这些被识别出来的换羽地点在接下来的季节里如何演变，并试图查明企鹅是否具备寻找替代栖息地的灵活性。不过，如果整个南极周边的海冰都在同步退缩的话，这种灵活性可能也无法抵御物理环境的全面崩溃了。
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▲上图：2009年11月17日，南极洲雪丘岛（Snow Hill Island），两只成年的大迁徙“原住民”——大显身手的帝企鹅正守护着一只披着灰色绒毛的幼鸟。摄影：英国摄影师伊恩·达菲（Ian Duffy）
感兴趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）读者可以参看Mongabay报道的全文：
https://news.mongabay.com/2026/03/accidental-discovery-reveals-new-climate-threat-to-emperor-penguins/
2021年那篇研究的全文参见：
Jenouvrier, S., Che‐Castaldo, J., Wolf, S., Holland, M., Labrousse, S., LaRue, M., … Trathan, P. N. (2021). The call of the emperor penguin: Legal responses to species threatened by climate change. Global Change Biology, 27(20), 5008-5029. doi: 10.1111/gcb.15806
Q1、既然帝企鹅必须在海冰上完成换羽，那么当海冰面积逐年缩小、甚至提前融化时，它们是否有可能像人类搬家一样，在南极大陆寻找其他更稳固的冰原作为“避难所”？
Q2、卫星图像中的那些“棕色斑块”意外揭示了帝企鹅的生存危机，让人类意识到科技在监测遥远生态系统中的巨大作用。除了帝企鹅，南极还有哪些依赖海冰生存的物种，可能也正面临着类似、隐形的威胁？
Q3、帝企鹅的“灾难性换羽”是一种经过数万年演化形成的极致生存策略，通过短时间内的高能耗、来换取一整年的高效防水性能。但，在当前气候变暖的速度下，这种极端的生理机制是否已经由于其缺乏灵活性（换羽期间无法入水），从一种“生存优势”转变为该物种在环境剧变面前的“演化陷阱”呢？
Q4、这个研究里面提到，卫星数据显示，海冰退缩迫使原本分散的帝企鹅在高密度的残余冰面上集中换羽。那么，换一个角度想，除了冰层断裂带来的直接溺水风险，这种非正常的群落高密度聚集，是否会显著增加禽流感等病原体在极度虚弱、免疫力底下的换羽种群中暴发与传播的风险？
Q5、过去的不少研究聚焦于育雏期的“物候失配”（如小企鹅尚未换毛，冰层就融化掉了），但成鸟在换羽期的死亡，肯定是直接削弱了种群的繁殖基数。你觉得，这种针对成年个体的非对称打击，是否会比幼鸟死亡更迅速地耗尽种群的恢复力，从而导致某些地区的群落出现结构性的崩溃？
Q6、如果换羽地的选择具有随机性、且位置深入冰原内部，目前的动态保护区划定（如陆基保护区或固定的海洋保护区）是否能有效覆盖这些处于动态变化中的关键栖息地？你觉得，面对这种“移动的风险”，现在的国际南极治理体系效力如何、需要何种程度的技术更新才能实现精准保护？
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资讯源 | Jenouvrier S, Che‐Castaldo J, Wolf S, et al.
文 | 王海诗
排版 | 卢晓雨
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