最简单最直白最不绕弯子教你成为小鸟迁徙跟踪狂|地磁|小鸟|气压|磁场|迁徙|鸟类

嘿呀各位！今天发推送的驱动力来自于被朋友Paul Dufour带飞发了一篇Current Biology

而朋友自己也被另一个朋友带飞发了一篇不介绍浑身难受的超酷技术文章。

趁着这个机会，再次给大家更新一波技术前沿导览——

如果你看过我之前的推送，你可能能理解我们当今世界存在着一个技术壁垒：一个兼顾发射和接收信号、并且能续航一年的用电器没法做到无限小。目前具备GPS传输功能并结合太阳能供电系统的仪器大概在2克左右，而主流的雀形目小鸟的体重超不过一瓶350毫升的可乐里含的糖（30克左右）。让它们背负超过5%体重（1.5克）的物品超过一年的话不如直接号召它们当场自刎归天——

图1 我一直在用的一个大致的示意图，鸟的体重与它们能承受的追踪器质量与种类的对应关系。幸运的是，技术在一直进步，这个图也会随着时间而更新！

但是这些小型鸟是迁徙的主力军啊！每年数以亿计的迁徙鸟类里，绝大多数都是这些飞行的糖油混合物呀！对鸟类迁徙感兴趣的人，肯定不会想放着这些小家伙们不管叭？

那我们要怎么跟踪这些鸟？首先为了减重（主要是电池还有记忆芯片），我们需要数据存储量小、好记录、传感器耗电量低耐用。其次我们要数据存在“时空特异性”，一段数据在某个时间地点有明确的特征，能让我们通过这个数据根据条件概率的逻辑反向推断采集数据所在的地理位置。

图2 光敏定位原理（图片来源: http://animalmigration.org/geolocation/index.htm）

图3 气压定位的一个炫酷展示图（图片来源：https://geopressure.org/GeoPressureManual/）

这就引出了这个新的文章，用地磁强度和地磁夹角这两个数据的组合来推断鸟的位置；在此基础上，我们再叠加一个考虑风速的运动模型“鸟从A出发，一定时间内能飞多远？”，一步步迭代，就可以获得鸟的飞行轨迹了。

图4 Nussbaumer et al. (2026) 的图1。对于地磁分布你需要知道的就是“夹角inclination”这个大致与纬度对应，越靠近赤道，这个数值越接近于0；而“强度intensity”也存在比较稳定的分布模式。

这个途径获得的位置精度要高于传统的光敏定位手段，并且可以结合光敏定位中对经度相对准确的估计来矫正模型。

图5 Nussbaumer et al. (2026) 的图4：把光照，磁场强度，磁场夹角数据整合起来之后，鸟的迁徙路线包括细节的停歇地信息就可以比较“完美”地重构了

图6 分析对应磁场数据的R包也上线了（https://geopressure.org/GeoMagR/）；不过有这种数据的人应该还比较罕见……

事实上，我们介绍过气压定位的手段的精度已经很高了，为什么要再引入这个磁感应追踪器？答案来源于鸟的行为模式。气压定位依赖“鸟会停下来”：鸟在一个小区域里日常蹦跶吃饭休息不会过多影响其气压数据的收集：这个来自于鸟类背负的气压传感器数据，与当地背景气压值的特征会非常接近。但是！雨燕不会停，夜鹰不怎么停，海鸟不怎么停（或者海上的气压数据波动很大），这类鸟的追踪就不太适配气压反推停歇地的逻辑了。

图7 描述普通楼燕非繁殖季从不落地的文献 Hedenström, A., Norevik, G., Warfvinge, K., Andersson, A., Bäckman, J., & Åkesson, S. (2016). Annual 10-month aerial life phase in the common swift Apus apus. Current Biology, 26(22), 3066-3070.

当然作为研究手段，单单大概获得鸟的位置是不能让我们满足的。针对小型陆鸟的这类追踪器（气压、活动强度、光照）给我们提供了一个很宝贵的机会去验证“鸟究竟在什么时候迁徙”。

无论是我们朴素的知识，还是雷达观测、夜间环志这些信息都在告诉我们陆鸟在黑夜里大规模地在迁徙。但是这个模式具体是怎样的，鸟什么时候起飞什么时候落地，什么时候鸟会在白天继续飞，什么种类的鸟会在白天飞？这些我们都尚不清楚。

图8 基于雷达扫描进行美国鸟类迁徙活动预测的birdcast网站： https://birdcast.org/migration-tools/live-migration-maps/ 雷达在夜间可以很敏锐侦测到在空中飞行路过的物体，这也是揭示鸟类在夜间迁徙的第一手直接证据

通过活动强度（或者气压）的数据，我们可以非常直观看到鸟迁徙的时间段；通过基于气压数据的停歇地推断，我们可以获得当地的日出日落时间（或者干脆从光敏信息里读取）。这样一来，我们就完善了研究流程，只要在此基础上不断检查不同物种/种群的数据就可以了。

图9 Dufour et al. (2026) 的图2；根据整合的数据集，团队定量统计了鸟的起飞和降落的时间分布。可以看到，起飞时间绝大多数集中在黄昏后1小时，而降落时间则绝大多数集中在破晓前1小时。

事实上，虽然我们认为气压定位技术很新潮，但是以欧洲为主力军的数据收集量已经很庞大了。项目主导者Paul Dufour搜罗了截止2025年全世界几乎所有已知的小型陆鸟数据（一些不方便分享数据的情况除外），从演化的角度上检验了鸟对于夜间迁徙的专一性。可以明显看到，鹡鸰、鹨、椋鸟、蜂虎这类的鸟存在比较积极的日间迁徙模式，而其它大部分的鸟几乎仅在被迫跨越撒哈拉沙漠这种情况下才会继续在日间飞行。

图10 文章封面图，展示数据集里不同物种对夜间迁徙的专一程度

我在这篇文章里提供了红喉歌鸲、棕眉柳莺和黑喉石䳭的数据；可惜今年的赭红尾鸲、灰头鹀和小蝗莺的数据没能来得及加入文章就被接收了，哈哈！我跟志愿者朋友们炫耀来着，咱们灰头鹀的气压追踪器数据是鹀属（Emberiza）里全世界第一个迁徙数据（Paul自己的苇鹀数据虽然回收了，但是吧，这个个体没有迁徙（狗头））；小蝗莺也是蝗莺这个类群里第一个！