編者按：在我國廣袤的西北乾旱區，至西向東串珠狀地橫亘着溫帶沙漠和草原沙地。就在這大部罕有人群居住的地方，卻生活着眾多具有獨特生存能力的動植物。它們盡使千種能耐，盡展萬般風采，在大漠絕地里頑強而瀟洒地生存着，默默地繁衍着。中科院之聲與中國科學院新疆生態與地理研究所聯合開設“旱域生靈”專欄，在這裡，我們關注這些承載着乾旱區生物多樣性以及生態服務功能的動植物，讓我們一起分享乾旱區研究領域學者們的艱辛與付出，成果與期望吧！
提起遼闊的巴音布魯克草原，就會聯想到那美麗的天鵝和天鵝湖。那是一片人間仙境，雪白的天鵝散佈於綠色草原和沼澤之間，遠處的天山雪峰映照在粼粼湖水中，鳥兒不時演奏出動聽的歌聲，繚繞於藍色的天際和白色的雲端，自然之美如詩若畫。
中國科學院新疆生態與地理研究所巴音布魯克草原生態系統研究站始建於上世紀70年代，在科研人員的努力下，1980年成立了巴音布魯克天鵝自然保護區。
巴音布魯克濕地——美麗的開都河（馬鳴 攝）
願為黃鵠兮還故鄉
人類具有追求美的共性。天鵝是最早被人類欣賞而倍加頌揚的大鳥之一，是美麗、純潔、博大、勇敢的化身。
我國古代稱天鵝為“鵠”，或鴻、鶴、鴻鵠、黃鵠、黃鶴、鴻鶴等。《漢書·司馬相如傳》中注釋：“鵠，水鳥也。其鳴聲鵠鵠”。可見其名稱“鵠”字源於一種低沉的叫聲。古籍中關於鵠的讚美之辭和故事很多。早在公元前三世紀，少年陳勝與同伴們聊天，說起自己的遠大志向，引來他人一片嘲笑。當時陳勝不屑一辭地拋出了一句傳世名言：“嗟呼，燕雀焉知鴻鵠之志哉！”（見《史記·陳涉世家》）。
漢代細君公主遠嫁烏孫國時，遙望遠去的天鵝，細君公主以淚洗面，她留下的“吾家嫁我兮天一方，…… 願為黃鵠兮還故鄉”成為千古之絕唱。漢高祖劉邦在《鴻鵠歌》中曰：“鴻鵠高飛，一舉千里。羽翮已就，橫絕四海……”。屈原的《楚辭》云：“黃鵠一舉兮，知山川之紆曲。再舉兮，知天地之圓方”。類似的讚美之辭不勝枚舉，多見於《詩經》《呂氏春秋》《漢書》等。
鴻鵠高飛 一舉千里（馬鳴 攝）
在國外，涉及天鵝的記述也有很多。亞里士多德不僅注意到天鵝群棲、遷徙、護幼等行為，而且對其形態結構、解剖、消化排泄和生殖器官等都有研究（見亞氏《動物志》）。在日本，稱天鵝為“白鳥”，是作為神鳥來對待的。
初秋的夜晚，北方星空中一隻振翅飛翔的大鳥，那就是“天鵝座”。它在銀河邊棲息，裡面流傳着多少說不盡的故事？在藝術的長廊里，天鵝就像一位沒有國界的天使，傳播着人類共同的嚮往、追求、愛恨情仇。如《天鵝湖》（柴可夫斯基）、《天鵝之死》（聖桑）、《天鵝之歌》（舒伯特）等等，都是風靡全球、歷久不衰之作。
天鵝，永遠有說不完的故事。
孤獨的天鵝家族
國內關於天鵝的研究和報道主要集中在疣鼻天鵝、大天鵝和短嘴天鵝（又稱小天鵝）。實際上除了上述三種，再加上南半球的黑天鵝和黑頸天鵝，全球也僅剩這五種天鵝（也有分類7種），許多種天鵝只能見於博物館的標本或化石了。
在野外，天鵝是喜歡熱鬧的。常常聚集在一起活動，鳴聲赫赫，傳的很遠。那些失去伴侶的個體是很難存活的。從分布上看，五種天鵝散佈於世界不同角落，繁殖地是不重疊的。疣鼻天鵝、大天鵝、短嘴天鵝分布於北半球不同的緯度帶，統稱為“北天鵝”。因都具有白色的羽毛，又俗稱“白天鵝”。其區別除形體大小以外，主要在嘴上。疣鼻天鵝嘴為紅色（亦稱赤嘴天鵝），有明顯的疣狀鼻突，是最大的一種天鵝，體重12~15千克，體長1.5~1.8米。大天鵝和短嘴天鵝的嘴為黃色，二者以喙端部的黑色形狀和黃斑大小為區別標誌。北美的天鵝（亞種）的嘴幾乎變成了黑色。白天鵝中短嘴天鵝體形最小，體重3.4~7.8千克，體長1.1~1.4米。這三種天鵝大部分都來我國越冬，屬冬候鳥。只有一部分留下繁殖。在巴音布魯克繁殖的是大天鵝，是分布最南的一個繁殖種群。過去曾有過疣鼻天鵝和短嘴天鵝的記錄，如今已難覓其蹤。
黑天鵝分布於澳大利亞和新西蘭島。黑頸天鵝見於南美洲的巴拉圭、烏拉圭、阿根廷、智利、巴西等國。顧名思義，二者全黑或部分黑色羽毛，最易識別。且都分布於南半球，統稱之為“南天鵝”。這兩種天鵝沒有長途遷徙的習性，故與“北天鵝”相距甚遠，老死不相往來。
夏季換羽中的大天鵝會失去飛行能力 （馬鳴 攝）
美麗的巴音布魯克——天鵝之鄉
雪山環繞的巴音布魯克，冬季漫長而寒冷，夏季短暫而涼爽。五六月遇上下大雪不足為奇。李白有詩云：“五月天山雪，無花只有寒”（見《塞下曲》）。到了六月下旬，夏天姍姍來遲，當焦黃的草地泛出綠色時，美麗的天鵝湖得以顯現。
巴音布魯克，蒙古語意思為“富饒的泉水”。“天鵝湖”是開都河在天山中部環繞蜿蜒而形成的一片沼澤。居高可見“九曲十八灣”的開都河集天山之雪水，最後注入國內最大的內陸淡水湖——博斯騰湖。保護區沼澤面積約1370平方千米，海拔2400米左右。四周高山環繞，濕地以雪水補給為主。年降水量217~362毫米，年平均氣溫 - 4.7°C。每當歐洲的天鵝跋涉數千里去北極苔原地區繁殖時，中國內陸的天鵝種群卻能在這裡找到一片涼爽之地。目前，這裡是國內唯一保留下來的大天鵝繁殖棲息地，每年有數千隻大天鵝和100多種其他鳥類在這裡繁殖或度夏。
天鵝屬於候鳥。每年的3~4月陸續遷來巴音布魯克，四月下旬開始占區、築巢、交配、產卵。巢位於水邊，通常是多年沿用的老巢，直徑1.0~2.5米。巢高出水面半米左右，遠看像個小土堆，很顯眼。每年產卵一次，窩卵數3~8枚，平均5枚。每隔1~2日產下一枚卵。1992年春天，本文作者在天鵝湖中共測量了27個巢及117枚卵。卵重平均為337.50+32.60克，外徑113 × 73毫米。5月6日發現5枚卵中有3枚重量超過400克，最重一枚達427克，外徑122.3× 78.2毫米，遠遠超出平均值。
天鵝的窩非常明顯，但多建在水中間（夏建國 提供）
與其他雁鴨類相似，天鵝的孵化由雌鳥單獨承擔，雄鳥只在附近守護。孵化期30~35天。才出殼之雛鳥，全身被灰白色絨毛，很快即可下水，為早成鳥。但在第一個月，小天鵝很怕冷，不離父母左右，有時會藏到媽媽的背上或腋下，四處遊盪，露出小腦袋東張西望，好不自在。到一個半月小傢伙體重迅速增長，達3.1~3.7千克，體長81~84厘米。三個月後小天鵝羽毛豐滿，開始練習飛行。在安徒生的童話中，第一年出生的小天鵝被誤認為是“醜小鴨”，原因就在於其羽毛不像父母那麼雪白，很令人難以置信“這就是天鵝？”
幼天鵝第二年春天換上新羽就成了美麗的白天鵝。雖然，幼天鵝出殼不久就自由活動了（早成性），但其成熟卻需要4~6年時間。壽命20~30年，屬於長壽鳥之列。
作者在巴音布魯克濕地測量天鵝巢和卵（才代 攝）
1987年諾瓦克等人最早報道了用衛星追蹤天鵝遷徙的試驗。此後不久，日本、荷蘭、英、俄、西班牙等國多次對短嘴天鵝成功地進行了衛星跟蹤。其原理就是利用天鵝換羽期失去飛行能力易於捕捉的機會，將火柴盒大小的微型發射器縛於被捕獲的天鵝背上或頸部。這種裝置可持續工作數年（太陽能充電），能準確及時發回遷徙期的飛行速度、路線、時間、途中停留的地點（驛站）和其他有用信息。比通常採用的環志、雷達或飛機等跟蹤手段更進了一步。結果表明，從繁殖地到越冬地，天鵝要途經許多國家，為了安全，常常藉著月光或星光遊覽世界，飛行距離達2000~4000千米。每年春季和秋季有兩次這樣的飛遷，可稱得上是萬里長征，因而古人說：“鴻鵠高飛，一舉千里”是不誇張的。
在微觀研究方面，DNA指紋技術被用於天鵝遺傳和親緣關係研究上。由於天鵝雌雄難辨，通過遺傳基因片段，研究物種分類、譜系分析、個體識別等，試驗人工性狀控制及防止近親交配。其中，有趣的結果證實，天鵝並非都是“白頭偕老”，偶然也有“重婚”和“婚外戀”者。
天鵝高飛，潔白碧藍（馬鳴 攝）
迷失方向：一群遷徙中的大天鵝（王永基 攝）
天鵝忠於愛情，更依戀故土。每到秋季，她們都要到遙遠的南方去越冬。來年春天，列成長隊，“人”字形或“一”字形，攜家帶口沿着原路長途跋涉，披星戴月，不辭勞苦返回故鄉。“驥驁之氣，鴻鵠之志”（《呂氏春秋》）實在令人欽佩。在配對的個體中回歸率最高，可達到87.5％，二齡亞成體或單身漢的回歸率較低，但亦有60～70％返回家園，剩下的也許在遷徙途中夭折或越冬時死去，有的則在其它群體中找到了知音，遠走他鄉。不過，這對於遺傳基因交換、減少近親繁殖、維護生物遺傳的多樣性是有益的。
參考文獻：
1. Ma Ming & Cai Dai. 1995. The distribution and reproduction of Swans （Cygnus sp.）in Xinjiang. Chinese Journal of Arid Land Research, 8(2): 135-140.
2. Ma Ming & Cai Dai. 2000. Swans in China. The Trumpeter Swan Society, Maple Plain, Minnesota, USA, 1-105.
3. Ma, M. & Cai, D. 2002. Threats to Whooper Swans in Xinjiang, China. (In E.C. Rees, S.L. Earnst and J. Coulson, Eds. Proceedings of the Fourth International Swan Symposium, 2001). Waterbirds 25, Special Publication 1: 331-333.
4. Ken Kraaijeveld, Ma Ming, Jan Komdeur & Raoul A. Mulder. 2007. Offspring sex ratios in relation to mutual ornamentation and extra-pair paternity in the Black Swan Cygnus atratus. Ibis, 149 (1): 79-85.
5. Xu Liu & Roller MaMing. 2017. Swans killed by poison in China. Swan News, 13: 26-31.
6. Eileen C. Rees, Lei Cao, …… Ming Ma, Carl D. Mitchell et al. 2019. Conservation status of the world’s swan populations, Cygnussp. and Coscoroba sp.: a review of current trends and gaps in knowledge. Wildfowl Special Issue, No. 5, 35-72.
7. Ma M. 2019. Are swans crashing into airplanes? Swan News, 15(1): 21-23.
8. Peiru Ao, ... Ming Ma, ... Lei Cao, Anthony D. Fox. 2020. Migration routes and conservation status of the Whooper Swan Cygnus cygnus in East Asia. WWT Wildfowl Special Issue, No. 6, 43-72.
9. 井長林、馬鳴、才代 等. 1992. 大天鵝（Cygnus cygnus）在巴音布魯克地區越冬的調查報告. 乾旱區研究，9（2）：61-64.
10. 馬鳴、才代、顧正勤、井長林、耐比西. 1993. 大天鵝（Cygnus cygnus）繁殖生態及嘴型變異. 乾旱區研究，10（2）：46-51.
11. 馬鳴、才代、紀榮博 等. 1993. 野生天鵝. 北京：中國氣象出版社，1-115.
12. 才代、馬鳴、巴吐爾汗、鬧日普、耐比西. 1993. 大天鵝（Cygnus cygnus）遷徙規律初步觀察. 乾旱區研究，10（2）：54-56.
13. 才代、馬鳴. 1996. 天山巴音布魯克濕地大天鵝（Cygnus cygnus）種群數量估算. 中國鳥類學研究. 北京：中國林業出版社，153-155.
14. 才代，馬鳴. 1997. 天山巴音布魯克濕地大天鵝種群數量估算. 野生動物，2：11~13.
15. 馬鳴. 2019. 天鵝能飛越珠穆朗瑪峰嗎？科學畫報，（4）：35-35.
來源：中國科學院新疆生態與地理研究所
