编者按：在我国广袤的西北干旱区，至西向东串珠状地横亘着温带沙漠和草原沙地。就在这大部罕有人群居住的地方，却生活着众多具有独特生存能力的动植物。它们尽使千种能耐，尽展万般风采，在大漠绝地里顽强而潇洒地生存着，默默地繁衍着。中科院之声与中国科学院新疆生态与地理研究所联合开设“旱域生灵”专栏，在这里，我们关注这些承载着干旱区生物多样性以及生态服务功能的动植物，让我们一起分享干旱区研究领域学者们的艰辛与付出，成果与期望吧！
提起辽阔的巴音布鲁克草原，就会联想到那美丽的天鹅和天鹅湖。那是一片人间仙境，雪白的天鹅散布于绿色草原和沼泽之间，远处的天山雪峰映照在粼粼湖水中，鸟儿不时演奏出动听的歌声，缭绕于蓝色的天际和白色的云端，自然之美如诗若画。
中国科学院新疆生态与地理研究所巴音布鲁克草原生态系统研究站始建于上世纪70年代，在科研人员的努力下，1980年成立了巴音布鲁克天鹅自然保护区。
巴音布鲁克湿地——美丽的开都河（马鸣 摄）
愿为黄鹄兮还故乡
人类具有追求美的共性。天鹅是最早被人类欣赏而倍加颂扬的大鸟之一，是美丽、纯洁、博大、勇敢的化身。
我国古代称天鹅为“鹄”，或鸿、鹤、鸿鹄、黄鹄、黄鹤、鸿鹤等。《汉书·司马相如传》中注释：“鹄，水鸟也。其鸣声鹄鹄”。可见其名称“鹄”字源于一种低沉的叫声。古籍中关于鹄的赞美之辞和故事很多。早在公元前三世纪，少年陈胜与同伴们聊天，说起自己的远大志向，引来他人一片嘲笑。当时陈胜不屑一辞地抛出了一句传世名言：“嗟呼，燕雀焉知鸿鹄之志哉！”（见《史记·陈涉世家》）。
汉代细君公主远嫁乌孙国时，遥望远去的天鹅，细君公主以泪洗面，她留下的“吾家嫁我兮天一方，…… 愿为黄鹄兮还故乡”成为千古之绝唱。汉高祖刘邦在《鸿鹄歌》中曰：“鸿鹄高飞，一举千里。羽翮已就，横绝四海……”。屈原的《楚辞》云：“黄鹄一举兮，知山川之纡曲。再举兮，知天地之圆方”。类似的赞美之辞不胜枚举，多见于《诗经》《吕氏春秋》《汉书》等。
鸿鹄高飞 一举千里（马鸣 摄）
在国外，涉及天鹅的记述也有很多。亚里士多德不仅注意到天鹅群栖、迁徙、护幼等行为，而且对其形态结构、解剖、消化排泄和生殖器官等都有研究（见亚氏《动物志》）。在日本，称天鹅为“白鸟”，是作为神鸟来对待的。
初秋的夜晚，北方星空中一只振翅飞翔的大鸟，那就是“天鹅座”。它在银河边栖息，里面流传着多少说不尽的故事？在艺术的长廊里，天鹅就像一位没有国界的天使，传播着人类共同的向往、追求、爱恨情仇。如《天鹅湖》（柴可夫斯基）、《天鹅之死》（圣桑）、《天鹅之歌》（舒伯特）等等，都是风靡全球、历久不衰之作。
天鹅，永远有说不完的故事。
孤独的天鹅家族
国内关于天鹅的研究和报道主要集中在疣鼻天鹅、大天鹅和短嘴天鹅（又称小天鹅）。实际上除了上述三种，再加上南半球的黑天鹅和黑颈天鹅，全球也仅剩这五种天鹅（也有分类7种），许多种天鹅只能见于博物馆的标本或化石了。
在野外，天鹅是喜欢热闹的。常常聚集在一起活动，鸣声赫赫，传的很远。那些失去伴侣的个体是很难存活的。从分布上看，五种天鹅散布于世界不同角落，繁殖地是不重叠的。疣鼻天鹅、大天鹅、短嘴天鹅分布于北半球不同的纬度带，统称为“北天鹅”。因都具有白色的羽毛，又俗称“白天鹅”。其区别除形体大小以外，主要在嘴上。疣鼻天鹅嘴为红色（亦称赤嘴天鹅），有明显的疣状鼻突，是最大的一种天鹅，体重12~15千克，体长1.5~1.8米。大天鹅和短嘴天鹅的嘴为黄色，二者以喙端部的黑色形状和黄斑大小为区别标志。北美的天鹅（亚种）的嘴几乎变成了黑色。白天鹅中短嘴天鹅体形最小，体重3.4~7.8千克，体长1.1~1.4米。这三种天鹅大部分都来我国越冬，属冬候鸟。只有一部分留下繁殖。在巴音布鲁克繁殖的是大天鹅，是分布最南的一个繁殖种群。过去曾有过疣鼻天鹅和短嘴天鹅的记录，如今已难觅其踪。
黑天鹅分布于澳大利亚和新西兰岛。黑颈天鹅见于南美洲的巴拉圭、乌拉圭、阿根廷、智利、巴西等国。顾名思义，二者全黑或部分黑色羽毛，最易识别。且都分布于南半球，统称之为“南天鹅”。这两种天鹅没有长途迁徙的习性，故与“北天鹅”相距甚远，老死不相往来。
夏季换羽中的大天鹅会失去飞行能力 （马鸣 摄）
美丽的巴音布鲁克——天鹅之乡
雪山环绕的巴音布鲁克，冬季漫长而寒冷，夏季短暂而凉爽。五六月遇上下大雪不足为奇。李白有诗云：“五月天山雪，无花只有寒”（见《塞下曲》）。到了六月下旬，夏天姗姗来迟，当焦黄的草地泛出绿色时，美丽的天鹅湖得以显现。
巴音布鲁克，蒙古语意思为“富饶的泉水”。“天鹅湖”是开都河在天山中部环绕蜿蜒而形成的一片沼泽。居高可见“九曲十八湾”的开都河集天山之雪水，最后注入国内最大的内陆淡水湖——博斯腾湖。保护区沼泽面积约1370平方千米，海拔2400米左右。四周高山环绕，湿地以雪水补给为主。年降水量217~362毫米，年平均气温 - 4.7°C。每当欧洲的天鹅跋涉数千里去北极苔原地区繁殖时，中国内陆的天鹅种群却能在这里找到一片凉爽之地。目前，这里是国内唯一保留下来的大天鹅繁殖栖息地，每年有数千只大天鹅和100多种其他鸟类在这里繁殖或度夏。
天鹅属于候鸟。每年的3~4月陆续迁来巴音布鲁克，四月下旬开始占区、筑巢、交配、产卵。巢位于水边，通常是多年沿用的老巢，直径1.0~2.5米。巢高出水面半米左右，远看像个小土堆，很显眼。每年产卵一次，窝卵数3~8枚，平均5枚。每隔1~2日产下一枚卵。1992年春天，本文作者在天鹅湖中共测量了27个巢及117枚卵。卵重平均为337.50+32.60克，外径113 × 73毫米。5月6日发现5枚卵中有3枚重量超过400克，最重一枚达427克，外径122.3× 78.2毫米，远远超出平均值。
天鹅的窝非常明显，但多建在水中间（夏建国 提供）
与其他雁鸭类相似，天鹅的孵化由雌鸟单独承担，雄鸟只在附近守护。孵化期30~35天。才出壳之雏鸟，全身被灰白色绒毛，很快即可下水，为早成鸟。但在第一个月，小天鹅很怕冷，不离父母左右，有时会藏到妈妈的背上或腋下，四处游荡，露出小脑袋东张西望，好不自在。到一个半月小家伙体重迅速增长，达3.1~3.7千克，体长81~84厘米。三个月后小天鹅羽毛丰满，开始练习飞行。在安徒生的童话中，第一年出生的小天鹅被误认为是“丑小鸭”，原因就在于其羽毛不像父母那么雪白，很令人难以置信“这就是天鹅？”
幼天鹅第二年春天换上新羽就成了美丽的白天鹅。虽然，幼天鹅出壳不久就自由活动了（早成性），但其成熟却需要4~6年时间。寿命20~30年，属于长寿鸟之列。
作者在巴音布鲁克湿地测量天鹅巢和卵（才代 摄）
1987年诺瓦克等人最早报道了用卫星追踪天鹅迁徙的试验。此后不久，日本、荷兰、英、俄、西班牙等国多次对短嘴天鹅成功地进行了卫星跟踪。其原理就是利用天鹅换羽期失去飞行能力易于捕捉的机会，将火柴盒大小的微型发射器缚于被捕获的天鹅背上或颈部。这种装置可持续工作数年（太阳能充电），能准确及时发回迁徙期的飞行速度、路线、时间、途中停留的地点（驿站）和其他有用信息。比通常采用的环志、雷达或飞机等跟踪手段更进了一步。结果表明，从繁殖地到越冬地，天鹅要途经许多国家，为了安全，常常借着月光或星光游览世界，飞行距离达2000~4000千米。每年春季和秋季有两次这样的飞迁，可称得上是万里长征，因而古人说：“鸿鹄高飞，一举千里”是不夸张的。
在微观研究方面，DNA指纹技术被用于天鹅遗传和亲缘关系研究上。由于天鹅雌雄难辨，通过遗传基因片段，研究物种分类、谱系分析、个体识别等，试验人工性状控制及防止近亲交配。其中，有趣的结果证实，天鹅并非都是“白头偕老”，偶然也有“重婚”和“婚外恋”者。
天鹅高飞，洁白碧蓝（马鸣 摄）
迷失方向：一群迁徙中的大天鹅（王永基 摄）
天鹅忠于爱情，更依恋故土。每到秋季，她们都要到遥远的南方去越冬。来年春天，列成长队，“人”字形或“一”字形，携家带口沿着原路长途跋涉，披星戴月，不辞劳苦返回故乡。“骥骜之气，鸿鹄之志”（《吕氏春秋》）实在令人钦佩。在配对的个体中回归率最高，可达到87.5％，二龄亚成体或单身汉的回归率较低，但亦有60～70％返回家园，剩下的也许在迁徙途中夭折或越冬时死去，有的则在其它群体中找到了知音，远走他乡。不过，这对于遗传基因交换、减少近亲繁殖、维护生物遗传的多样性是有益的。
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来源：中国科学院新疆生态与地理研究所
