秋天，成群的大雁排着人字形队列向南飞去，这是鸟类迁徙的经典画面。春天，一些鸟类飞往高纬度的北方度夏，在北方觅食、筑巢、生蛋、孵化小鸟，秋天，则飞往低纬度的南方地区越冬。鸟儿在繁殖地和越冬地之间一年一度地往返迁飞，我们称这些鸟为候鸟。地球上大约有10,000多种鸟类，其中4000多种是候鸟。杜鹃、燕子、天鹅、白鹭、鹤、鹳、雪雁、黑颈鹤、金斑鸻、黄鹂、虎皮鹦鹉等都是候鸟。另外的6000多种鸟类从不迁徙，而是土生土长，称为留鸟。
鸟类迁徙可按移动距离划分为短距离迁徙，迁徙距离最多几十千米；中距离迁徙，迁徙距离为几百公里；长距离迁徙，迁徙距离1000千米以上，甚至超过20,000千米。下图显示夏季在北极阿拉斯加筑巢繁殖的候鸟长途迁徙到地球各地越冬的路线图。在秋天，穗即鸟飞行约20,000千米，穿越亚洲和中东，到达非洲的越冬。北极燕鸥最牛，飞到南极附近越冬，迁徙距离超过20,000千米。斑尾鹬持续飞行能力超强，从阿拉斯加起飞，不间断地飞行近12000千米，跨越太平洋，飞到新西兰越冬。美丽的黄鹡鸰飞行6500余公里，经中国大陆到印度尼西亚越冬。
地球上大约有1800多种长途迁徙的候鸟，科学家非常关注候鸟的长途迁徙，因为其中还有许多未解之谜。
候鸟长途迁徙的原因
鸟类短途迁移的原因可简单地解释为鸟类对食物追求。但解释鸟类长途迁徙的原因却不容易。在南方温带过冬的一些鸟类，为什么要在春天开始每年一度的艰苦的长征，长途迁徙到北方度夏？这些鸟类在长途迁徙途中面临很多的风险。长途飞行会消耗大量体能，面临未知天敌、疾病和甚至死亡危险。科学家估计，迁徙导致的死亡率占候鸟总死亡率的85%。
科学家一直在研究鸟类长途迁徙的原因。一些科学家认为长途迁徙习性可能是鸟类长期进化的结果。这提出了一个重要的问题：长途迁徙如此危险，为什么一些鸟类进化产生了长途迁徙本能？简单的回答是，迁徙有扩大种群的优势。北方夏季有丰富的昆虫群，为鸟类提供了丰富的食物，还有更长的日照时间，便于候鸟孵化更多的幼鸟。可是南方的夏天也有大量昆虫和开花植物呀，候鸟为什么不愿意舒服地留在南方？原来在南方，夏季还有大量的当地留鸟争夺食物，还有很多幼鸟的天敌，南方的雨季也不适合某些候鸟的幼鸟生长。有些鸟类，例如美洲知更鸟，会长途迁徙到北方繁殖幼鸟，而另一些美洲知更鸟喜欢留在南方繁殖幼鸟。科学家发现，在北方，知更鸟的幼鸟数量几乎是在南方的一倍。
候鸟长距离迁徙的进化起源可以追溯到地球的最后一个冰河期，称为“大冰河时代”，始于一万八千年前，持续约八~九千年。在大冰河时代末期，地球冰川不断地消融，向地球两极退化。热带鸟类向北迁徙的距离不断延长，延伸到数千公里。一些鸟类选择全年停留在热带，成为留鸟。而另一些鸟类则选择每年长途迁徙，进化成为候鸟。进化创造了一种平衡，减少了鸟类之间的生存竞争。
候鸟长途迁徙如何导航
候鸟飞越江河、海洋和山脉，迁徙行程成千上万公里，年复一年地沿着固定路线迁徙，几乎没有什么偏差。这些候鸟如何确定飞行路线并找到北方的家？科学家还没完全破解候鸟具有高超导航能力的秘密。科学家认为候鸟除了有优良的视觉，还有很强的地磁感觉，能利用地球磁场为自己导航。科学家一直在研究候鸟究竟是如何感知地磁场。
早期的科学研究结果认为：候鸟的喙上可能存在着磁化物，成为候鸟的磁感应器，感知地球磁场变化，并通过神经系统将感受到的磁场信息传递给候鸟大脑，在大脑中形成磁场地图，为候鸟长途飞行导航。
科学家最新的研究结果表明，一些候鸟的眼睛能“看到”地球磁场。科学家发现欧洲知更鸟的视网膜中存在一种特殊的光敏蛋白，对磁场很敏感，这种光敏蛋白名为隐色素4号蛋白质，可像指南针一样感知地球磁场方向，可能为候鸟的夜间飞行指引了方向。
欧洲知更鸟，能看到地球的磁场
跟踪长途迁徙的候鸟
为了研究鸟儿的迁徙行为，发现候鸟的越冬地和迁徙途中的停留地，保护濒危的候鸟。科学家一直希望能随时跟踪候鸟的迁徙过程。在当今微电子技术，人造卫星技术和全球互联网技术快速发展的时代，科学家的希望已经能够实现了。科学家给鸟儿戴上极轻的卫星电子跟踪器，利用GPS全球定位卫星和Argos科学卫星，每时每刻地将鸟儿所在位置和在该位置停留时间发送给科学家。
电子跟踪器带有太阳能电池，保证供电；跟踪器能够接受GPS卫星信号，为鸟儿定位；跟踪器带有微型无线电信号发射器，将鸟儿的位置和时间信息发送给Argos卫星；Argos卫星将接受到的信息转发到地面接收站；地面接收站将鸟儿的位置信息，通过全球互联网发送给科学家。Argos卫星是专门用于接受和转发地球表面科学观测设备无线电信号的卫星系统。目前Argos通信卫星系统由7颗人造卫星组成，每颗卫星经过地球的两极，不停地绕地球飞行，飞行一圈的时间约为100分钟。Argos卫星轨道的高度为850km，每颗卫星可接受其下方地球表面5000 km范围内的无线电信号。
1.跟踪器带有太阳能电池。2.GPS卫星定位。3.定位信息发给ARGOS卫星。4.地面站接受信息。5.用户获取定位信息
利用鸟儿身上的卫星跟踪仪，科学家发现：斑头雁长途迁徙时，从印度飞往外蒙古，途中翻越喜马拉雅山，飞行高度超过5000米。
印度太热，斑头雁飞过青藏高原去蒙古度夏。
北极燕鸥（俗称为海燕）每年在南北两极之间迁徙，迁徙往返距离达5万多公里。
海燕每年飞行五万多公里，在北极度夏，南极越冬。
