(更新!阿拉斯加的飓风已经过去10年了卡特迈国家公园和保护区,与Explore.org,首先打开住bearcams沿着布鲁克斯河,与全球观众分享公园里最著名的居民。

对许多观众来说,在经历了整个夏天的捕鲑鱼、打架斗殴和敷衍了事的求爱后,秋天的亮点是胖熊周的投票。这场网上评选该地区最丰满棕熊的比赛不仅仅是一场人气竞赛:越胖的棕熊,就越有可能安然无恙地度过阿拉斯加漫长而寒冷的冬天。

去年,胖熊周冠军480奥蒂斯慢步走向胜利,部分原因是多愁善感的投票:这只上了年纪的熊,快30岁了,掉了几颗牙,经常在河里睡着,在2021赛季末出现,看起来很虚弱,让球迷们担心最坏的情况。但奥蒂斯振作起来,一路吃到他的第四个冠军,这是布鲁克斯熊有史以来赢得最多的冠军。

奥的斯回来了(看起来很大腹便便),迎接2022年胖熊周的所有挑战者,今年的比赛形式扩大了。活动将于9月28日开始,现场聊天和小胖熊比赛的预览(9月29日至30日为胖乎乎的小熊投票)。成人重量级的投票将在10月5日至11日进行。比赛等级、投票常见问题解答和完整的赛事列表将在官方发布2022年胖熊周网站。)

不要让他可爱的悠闲氛围欺骗了你:四届冠军480奥蒂斯(9月2日拍摄)正在吃东西,以赢得2022年胖熊周的冠军。
不要让他可爱的悠闲氛围欺骗了你:四届冠军480奥蒂斯(9月2日拍摄)正在吃东西,以赢得2022年胖熊周的冠军。吉玛Tarlach

虽然粉丝们最喜欢的“胖熊周”比赛只是为了好玩,但幕后却发生着严肃的科学研究。请继续阅读,了解生物学家如何测试创新方法,以弄清楚这些重要的熊到底有多大,这篇文章最初发表于2021年乡村新闻.这是我们的一部分气候的桌子协作。

棕熊长胖了在阿拉斯加的卡特迈国家公园和保护区过冬。来自世界各地的数千名观众将收看“胖熊周”,观看这些熊在布鲁克斯河大吃鱼,估计它们的增重情况,然后投票选出最胖的熊。

但是这些胖熊到底有多胖呢?获胜者将于10月5日加冕,但网络摄像头观众——去年近65万人投票——以及实际游客——2019年有1.5万人来到布鲁克斯瀑布看熊——只是猜测。但人们还是有希望获得更高的准确性:地理信息系统专家乔尔·库西克(Joel Cusick)正在开创一种计算熊体重的新技术,这对非侵入性野生动物研究具有更广泛的意义。

库西克在阿拉斯加国家公园管理局工作。2018年,他在卡特迈从事测绘和测量工作时,产生了这个想法。现场有一台地面激光雷达扫描仪,它使用激光来确定距离和其他测量值,用来测量建筑物。这是传统土木工程师使用的设备,但当库西克漫步到布鲁克斯瀑布,站在离熊300英尺远的观景台上时,灵感来了。他想:为什么不用扫描仪来测量熊的体表体积呢?

库西克说:“我从那里比较著名的棕熊之一奥蒂斯的屁股上得到了激光返回。”“我想,‘哇,这可能行得通。’”

熊151是布鲁克斯瀑布的常客之一,摄于2019年。激光雷达扫描设备只需要3到11秒就能通过北极熊。通常,研究人员在他们相对静止地站着等待鲑鱼逆流而上时测量他们。
熊151是布鲁克斯瀑布的常客之一,摄于2019年。激光雷达扫描设备只需要3到11秒就能通过北极熊。通常,研究人员在他们相对静止地站着等待鲑鱼逆流而上时测量他们。N. Boak/国家公园管理局/公共领域

激光雷达的意思是“光探测和测距”,它发射光束来测量三维物体或区域。当光波击中物体时,它们会反弹并返回到传感器。然后计算机利用光速来计算传感器与所有点之间的距离。然后用软件对这些图形进行处理,软件可以对三维物体建模。扫描仪已经成为标准技术部署从地面,天空,和卫星来测量植被的生长.现在,它们被用来测量熊的长度、高度和周长。

而像奥蒂斯这样的熊,它是胖熊周的传奇冠军,实际上非常适合激光雷达扫描。卡特迈的熊通常在春天称重,那时它们比较轻,使用滑轮系统。然而,这个过程是资源密集型的;它通常需要一架直升机,并需要对熊进行麻醉。这个占地410万英亩的公园位于阿拉斯加西南部,是2000多只熊的家园,它已经很偏远,大部分地方只能坐飞机到达。库西克说:“在秋天,这些熊能有多重一直是一个巨大的谜,因为它们无法称出它们的重量。”

这些设备只需要3到11秒就能通过动物;由于北极熊目前正忙着捕鲑鱼,游向上游返回产卵地,所以它们在等待的过程中保持相对静止。库西克说:“我没想到它们会像现在这样静止不动。”他形容它们“像雕像一样站着”。起初,它们厚重的皮毛似乎会阻止激光穿透,使其无法准确探测,但潮湿的环境和薄雾足以让激光得到良好的读数。然而,如果它们部分被淹没,这就成了一个挑战;激光不能在水中扫描。此外,库西克还需要很好地记录熊的肚子,里面装满了鱼、浆果和其他食物。他说:“如果我们能让它们的腹部在水面上摆动,这就是它们体积的最大比例,这就是我们所希望的。”“这需要很大的耐心,像摄影师一样站在那里,等待一个完美的镜头。我们正在用激光做同样的事情。”

来自阿拉斯加安克雷奇的国家公园管理局调查小组,在阿拉斯加卡特迈国家公园的布鲁克斯河上,测量了熊在鲑鱼自助餐中膨胀的体积。
来自阿拉斯加安克雷奇的国家公园管理局调查小组,在阿拉斯加卡特迈国家公园的布鲁克斯河上,测量了熊在鲑鱼自助餐中膨胀的体积。N. Boak/国家公园管理局/公共领域

受到成功的启发,库西克于2019年和2020年带着更精确、更快的扫描仪回归。他的研究证实,人们确实投票给了最胖的熊去年贝尔747。(为了研究目的,这些熊被公园编号。)冠军的体积为22.6立方英尺(1416磅),而第二名的体积为1250磅,紧随其后的是代号为747的32号熊,或称“大块”,以及1212磅的151号熊,或称“行者”。的互联网的感觉作为国家公园管理局(National Park Service)的一项努力,该活动于2015年开始,旨在教育公众了解北极熊及其周围的生态系统。北极熊为过冬每天可以增重4磅。

关于体积到质量的精确转换还有很多工作要做。库西克说:“获得熊的质量的诀窍是知道每平方英寸磅的密度。”“这是等式中尚未确定的部分。”他粗略估计了一下熊的体重,得出熊60%是水,40%是脂肪。

由于2019冠状病毒病和人手限制,今年没有对胖熊进行扫描;库西克总是有一位了解熊的“熊监督员”陪同。(投票不过,今年的流程还是一样。)但其他研究人员渴望在自己的专业领域继续这项工作。库西克说:“我正试图让所有与我一起工作的‘专家’进入这种地面激光扫描可能实现的3D世界。”“这是一项快速增长的技术。”

激光雷达扫描熊747的体积,旁边是一张照片,照片上是扫描时他站在布鲁克斯瀑布附近的位置。
激光雷达扫描熊747的体积,旁边是一张照片,照片上是扫描时他站在布鲁克斯瀑布附近的位置。Joel Cusick提供

他所称的“专家”们——目前主要是熊生物学家——对此很感兴趣。“我对他的工作感到非常兴奋,”美国鱼类和野生动物管理局的北极熊生物学家林赛·曼吉派内(Lindsey Mangipane)说。“这显示出很大的希望。”

最近的一次研究这表明北极熊的质量是一个准确的衡量标准,用于评估熊的饮食和种群状况之间的联系。随着海冰融化,熊在陆地上的时间越来越长,它们无法接触到传统的猎物,比如环斑海豹和胡须海豹。

Mangipane和其他人正在进行一项研究,利用动物园里圈养的北极熊来衡量扫描方法的准确性。这些北极熊经过训练,会踩到秤上,而且已经有了已知的体重。扫描将在一年中进行,以确保熊的体型——多胖或多瘦——不会影响结果。测试可能在年内开始。

熊435号,摄于2019年。“胖熊周”始于2015年,是国家公园管理局为了教育公众有关熊的知识而开展的活动。
熊435号,摄于2019年。“胖熊周”始于2015年,是国家公园管理局为了教育公众有关熊的知识而开展的活动。兰斯·b·卡特/国家公园管理局/公共领域

如果激光雷达扫描被证明对圈养北极熊是准确的,科学家们希望在野外将其作为一种非侵入性工具。不可靠的海冰意味着生物学家的工作比以前更加危险。“我们过去常常出去在冰上抓北极熊,”Mangipane说。“过去几年,冰不够好,我们不能出去。重要的是,我们有新的方法来获取我们需要的数据,从而做出更明智的管理决策。”

本文最初发表于2021年;它已更新到2022年。