科學人／為氣候變化才搬家？攤開鳥類能量收支帳簿…垂直遷徙揭密了

炎熱的盛夏，在平地能輕易觀察到的鳥種，例如小巧可愛的五色鳥或白腰文鳥，一到冬天卻不見蹤影。賞鳥人要前往更高、更冷的山裡，才能再次見到牠們——為什麼有些鳥兒沒有避冬，反而選擇在冬天飛向更冷的山區？

長久以來，科學家認為鳥類的季節性遷徙，是追蹤著適合生存的溫度條件，遷往與原生棲地相似的氣候帶。然而，過往的研究難以完整解釋，有些鳥類為何在冬季移動到溫差更大、更寒冷的高山。

鳥類為何垂直遷徙？

研究顯示，這類不依循著氣溫遷徙的現象並非少數。高達 36.5% 的鳥類族群，遷徙後面臨的氣溫變化幅度，反而比留駐在原地不移動更大，例如夏天飛向更熱的地方，或冬天選擇飛往更寒冷的地方。即使在全年氣溫變化不大的赤道熱帶地區，依然有一些鳥類會出現垂直遷徙的行為，有時飛越的海拔跨度達數百甚至數千公尺。

既然這些鳥類遷徙後需要適應更劇烈的溫差變化，那麼背後的驅動力究竟是什麼？研究團隊轉向另一種解釋路徑，假設這些行為背後是受到「能量效率」的影響。這項假說認為，鳥類在大自然中就像一位精打細算的會計師，會隨著季節轉換移動，以達到能量收支的最佳平衡。

研究團隊試圖驗證這個想法，他們決定運用季節分佈模擬（Seasonally Explicit Distributions Simulator，SEDS）模型進行一場虛擬實驗。這套模型像是把大自然機制化約成能量收支的記帳簿：收入（能量供應）是透過植被綠度指標，計算該地在特定季節可供生物利用的總資源量；支出（能量消耗）則加總了鳥類維持生存所需的基礎代謝，以及繁殖、體溫調節與遷徙等額外消耗。讓虛擬模型中的鳥類以「能量效益最大化」為前提，尋找最佳的季節性棲地。

結果令人驚喜，模型預測鳥類物種豐富度沿海拔的季節性分佈，有高達 82.4%與真實觀測數據呈現正相關。

這項研究獲得國家科學及技術委員會與英國皇家學會的雙邊計畫支持，研究成果於2026 年 2 月發表在國際期刊《科學進展》（Science Advances）。

留鳥與候鳥的競爭

這背後可能上演著一場激烈的生存資源拉鋸戰。端木茂甯指出，每年冬天台灣會迎來許多長距離遷徙的候鳥，大多落腳在中、低海拔區域。他說：「我們推測，可能是大量冬候鳥到了台灣，跟原來分佈在此區域的留鳥之間在資源上面競爭，迫使這些留鳥往更高海拔移動。」

這項奠基於資料的研究，意外吸引了遠在英國的鳥類學者桑維耶（Marius Somveille）的目光。過去他就曾利用 SEDS 模型，解釋全球鳥類在平面上、跨緯度的長距離季節性遷徙。當桑維耶看到端木茂甯分析台灣資料提出的發現時，他敏銳地意識到，兩者得出的發現十分相似——鳥類的遷徙方向並非取決於氣溫，而是追求能量效率最大化的生存策略。

桑維耶主動聯繫了端木茂甯，隨即展開合作，借鏡彼此的研究經驗，考慮垂直遷徙與緯度遷徙的生態學機制，結合觀測資料與虛擬模型運算，催生了這篇研究。

研究團隊調整了桑維耶原本的能量模型，重新套用到立體化的山區環境上，不僅證實了垂直遷徙與長距離緯度遷徙在生態功能上極為相似，也精算出了兩者的轉換率：隨著季節交替，物種豐富度的分佈沿著緯度每移動一度，其變化等同於海拔攀升 111.9 公尺。端木茂甯說：「長距離的緯度遷徙，對於鳥類或是其他物種，都是一件風險很高的行為。海拔遷徙相對距離比較短，如果可以達到同樣的效果，那海拔遷徙就是一個挑戰較小的選項。」

具體化生物的能量效率

能把這些流動具體化，背後正是仰賴龐大的觀測數據，端木茂甯坦言，台灣的 eBird 資料不僅豐富且涵蓋完整的海拔梯度，也因此常有國際學者採用分析。

這次將研究尺度擴展到全球規模，過程也面臨了一些挑戰。例如，為避免資料分佈不均而造成分析偏差，團隊必須嚴格設定篩選標準。端木茂甯說：「要找到跟台灣一樣這麼高品質的資料，其實並不是很容易。」這次研究深入分析全球資料，正是希望能找出更普遍的規律，全面探討鳥類遷徙的現象。

在龐大數據與模型的交互驗證下，這項研究為過往鳥類為受制於特定氣候帶的遷徙假說，補足了更完整的視野。那些冬天飛往更冷、更高山區的鳥類，可能是在資源競爭、食物供應與生存成本之間，做出最有利的選擇。

這樣的自然法則也點出了一項生態警訊。林大利說：「還有多少場域能滿足生物維持的能量代謝平衡？」像低海拔地區競爭激烈，使得有些生物必須離開原生環境，「那就要探討，哪些生物需要比較特殊的環境？棲息範圍比較局限？牠們可能需要更理想的保育。」

在未來氣候變遷下，鳥類分佈又會如何變化？研究團隊也透過SEDS模型進行預測。結果顯示，為追求能量平衡，未來鳥類的夏季分佈熱區會向上移動 139.4 公尺。端木茂甯也提醒：「實際結果會不會像我們模型所顯示，就需要更長期或更有系統性的調查。」

看似反常的垂直遷徙，其實展現了鳥類在覓食與競爭下的生存韌性。當科學家透過實驗解讀出這背後的邏輯，也提醒著我們：許多看似不起眼的山林開發，或許也是一種看不見的競爭壓力，影響著鳥類乃至於其他生物的生存環境。

（本文出自2026.7.1《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）