中华白海豚种群数量高估了?新研究揭示雷州半岛东部真实种群规模

B站影视 2024-12-31 21:08 2

摘要:近年来,沿岸经济活动的快速增长,包括船舶航行、港口建设和渔业捕捞,对中华白海豚的栖息地造成了巨大干扰。此外,水质污染、噪声污染和渔网缠绕等人为因素进一步加剧了这一物种的生存危机。中华白海豚被世界自然保护联盟(IUCN)列为“易危”(Vulnerable),但科

中华白海豚种群数量被高估了?新研究:雷州半岛东部白海豚的真实种群规模

本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):

编译 | 王芊佳(海洋与湿地·编辑)

本文约4280字,阅读约9分钟


近年来,沿岸经济活动的快速增长,包括船舶航行、港口建设和渔业捕捞,对中华白海豚的栖息地造成了巨大干扰。此外,水质污染、噪声污染和渔网缠绕等人为因素进一步加剧了这一物种的生存危机。中华白海豚被世界自然保护联盟(IUCN)列为“易危”(Vulnerable),但科学界对其种群规模和动态变化的认识仍存在明显的局限性和不一致之处。这种不确定性为种群的灭绝风险评估和保护行动带来了困扰,也制约了有效保护政策的制定。特别是,关于中华白海豚的年度生存概率、年龄阶段转变(如从幼年到成年)以及种群的长期动态信息几乎空白。这些关键数据,对于理解物种生存压力、繁殖成功率来说,是至关重要的;但由于数据不足,保护规划缺乏坚实依据。

“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,由中国科学院深海科学与工程研究所海洋哺乳动物与海洋生物声学研究团队,联合多家科研机构,在2024年在《海洋哺乳动物科学》(Marine Mammal Science)期刊发表了一项针对雷州半岛东部中华白海豚种群的研究。这项研究历时五年(2019-2023),通过照片识别与捕获-再捕获(Capture-Recapture, CR)技术,评估了中华白海豚的生存概率及种群规模,为其保护工作提供了关键数据。

【数读】在看大部头论文之前,先随“海洋与湿地”小编来看一下这个研究的主要的数据:

1、早期研究认为,东雷州半岛的中华白海豚种群大约有1500头,是中华白海豚仅有的两个超过1000头的种群之一。

2、根据2019~2023年的数据成年中华白海豚的年生存率94%~96%之间

3、研究显示,青年的中华白海豚生存率79%~84%之间。

4、通过分析2020~2023年的数据,研究估算出这些年的中华白海豚数量分别:是479头458头481头446头

5、之前的研究认为雷州半岛的中华白海豚种群大约有1485头,误差范围为1371到1629头。本研究结果表明,过去关于种群数量的估计可能过高。

6、这项研究给出了更准确的种群数量估计(数据差距还挺大的),并用捕捉-重捕模型与过去15年的数据做了对比,认为东雷州半岛的白海豚种群发生了轻微幅度的衰退。尽管现有年存活率较高,但是调查期间涵盖疫情管控时段,海面人类活动受到较大规控。建议在疫情后重新评估该种群的现状。

白海豚摄影:©摄影:王敏幹(John MK Wong)

中华白海豚是生活在东亚至印度洋沿岸的一种近岸海洋哺乳动物,在中国水域被普遍认为属于同一物种,主要分布于珠江口、雷州半岛等区域。作为一个濒危物种,其种群状况长期以来受到科研人员的关注。但是过去由于以往研究方法的限制,其种群规模动态信息存在较大不确定性。此次研究采用更加精确的捕获-再捕获建模方法,以五年的系统性监测数据为基础,对雷州半岛东部水域的中华白海豚进行了深入分析。该研究发现,成年个体的年生存概率介于0.942~0.961之间,而青年个体的生存概率相对较低,为0.787~0.837。这表明成年个体的生存能力显著优于未成年个体,这可能与成年个体更强的适应能力有关。

关于种群规模,据该研究估算,从2020~2023年的非幼崽种群数量分别为479、458、481和446个体,标准误差范围为27~31。这一结果显著低于早期研究中得出的约1500头个体的估计值,提示这样一种情况——此前的种群规模可能被过高地估算了。


图1、本次研究区域位于雷州半岛东海岸外,包括湛江湾、雷州湾以及南山、东海和新寮群岛沿海水域。调查路线以黄线标示。图源:Lin W, Chen S, Liu B, et al. (2024)

研 究 方 法

Reseach methods & tools


雷州半岛东部的中华白海豚是一个特殊且孤立的种群。为了更好地了解其种群动态及生存状况,研究团队自2019年开始,在这一地区开展了一系列基于捕获-再捕获(Capture-Recapture, CR)模型的科学研究。研究区域涵盖雷州半岛东部沿岸水域,水深多小于10米,从鉴江入海口向南延伸至新寮岛和外罗港的近岸水域。这一地理范围内的种群被认为是与中国其它地理种群存在遗传分化的孤立种群(Tang et al., 2021; Zhao et al., 2021, 2022),因此成为保护生物学研究的重点。

研究团队全年在适宜的海况下进行野外调查,条件包括波福特风力等级不超过3级、且能见度大于1000米。最初使用的是一艘配备60马力双冲程发动机的玻璃钢船。在风力等级为0至2的平静海况下,船只按照预设航线搜寻海豚;在风力等级较高(3级及以上)时,船只沿海岸线巡航,以确保覆盖海豚已知的分布范围。湿季(5月~10月)的调查频次高于干季(当年11月至次年4月),后者因气象条件限制而调查机会减少。自2022年起,团队启用了更为先进的8米长调查船,该船配备150马力四冲程发动机,与早期的双冲程发动机相比,其水下噪声更低,对海豚行为的干扰更小,同时更易接近海豚进行数据采集。这一改进显著提升了调查效率。


中华白海豚。©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(图文无关)

研究人员利用肉眼搜寻海豚,发现目标后,以低于6节的速度从侧面靠近,并在不超过30米的距离内进行拍摄。使用佳能EOS 7D-II单反相机配备100–400毫米变焦镜头记录海豚背鳍和上半身的高清图像,同时采集包括群体规模、年龄构成、新生幼体的有无及行为特征在内的生物学信息,并记录栖息地类型和人类活动等环境信息。每次遇到的海豚群体被跟踪至少10分钟,直至确认所有个体均被拍摄清晰。

在后续的数据处理阶段,团队使用DISCOVERY软件对照片进行质量评估和分类。照片的质量依据清晰度、背景对比度、拍摄角度及主体覆盖率分为“高质量”(Q≥80)、“中质量”(70≤Q<80)、“低质量”(60≤Q<70)和“不合格”(Q<60)。此外,依据背鳍的切痕、缺口及色素模式评定辨识度(D值),范围从0到5分,仅使用Q≥70且D值≥3的照片进行建模分析。通过对背鳍的辨识度和外观特征(如胎痕、体长、体色)的综合评估,海豚个体被分为幼体、未成年体和成年体三类。未断奶的幼体因缺乏稳定的辨识特征被排除在捕获-再捕获模型之外,以确保数据的准确性。

研究团队通过多状态Jolly-Seber模型对种群动态进行分析。利用软件MARK v10.1,分析了种群年度表观生存率、再捕获概率及年龄转变概率等关键参数。在建模过程中,通过适配性测试验证数据模型的合理性,并通过滞后识别率(LIR)分析种群的迁移模式及定居性,进一步确认种群动态受迁移影响的可能性。这些分析采用了U-CARE和SOCPROG 2.8等专业工具,确保研究结果的科学性和可靠性。



图2、用于识别雷州半岛东海岸的中华白海豚的个体形态特征,包括鳍的形状、背鳍后缘的切口/凹槽以及不同年龄的海豚的多种颜色图案。Jefferson等人(2012)提出的年龄分类为无斑纹幼崽、有斑纹幼崽、蜕皮期、有斑纹成年崽和有斑纹成年崽,这些分类进一步分为三个年龄组,包括幼崽(蓝框)、幼年(橙框)和成年(红框)。D:独特性值。图片来源:Wenzhi Lin和Shenglan Chen。论文源:Lin W, Chen S, Liu B, et al. (2024)

此次研究的开展,结合了高质量的照片采集严格的数据筛选,为雷州半岛东部中华白海豚的种群动态提供了全新的见解。该研究团队首次精准估算了种群的表观生存率和整体规模,明确了种群的地理隔离特性以及种群结构的年龄组成新型低噪声调查船的引入,不仅提高了近距离采样的成功率,还减少了对目标物种行为的干扰


研 究 结 论

Result & Discussions

2019~2023年的调查数据表明,标记个体的新发现率在2020年底逐渐下降,标记个体的重复观测比例达到84.8%,且三分之二以上的个体至少被记录三次。通过对这些数据的分析,研究团队验证了标记个体的可靠性,并利用多状态模型进一步推导了生存率、种群规模年龄转变等关键参数。结果显示,成年个体的年平均生存率稳定在94.2%至96.1%之间,而未成年个体则在78.7%至83.7%之间波动。

图3 (a) 2019年至2023年雷州半岛白海豚的共计发现曲线,下方红色和绿色条形分别表示每天新发现或再次发现的个体数量。底部的两个面板显示了 (b) 2019年至2023年海豚发现数量的整体和 (c) 年度频率分布。论文源:Lin W, Chen S, Liu B, et al. (2024)

该研究还发现,从幼年向成年阶段的转变率为25.0%,在2022年至2023年度达到最高值36.0%。这种转变率的波动可能受到多种环境和社会因素的影响。尽管捕获重捕率较高,但种群规模的估算仍然受到一定限制。修正后的数据表明,成年个体数量约为未成年个体的五倍,从2020年到2023年,非幼崽种群规模在446至481之间波动,全种群规模则稳定在474至498之间。此外,居留率分析显示,雷州半岛白海豚的迁出率极低,仅为0.00028。这表明,该种群具有高度的定居性和显著的区域忠诚性,与其它研究中报道的中国沿海白海豚群体的高遗传分化特性一致。


这项研究还特别关注了COVID-19疫情对该种群生存率的影响。疫情期间,由于捕鱼和海上交通活动的减少,噪音污染、误捕和船只碰撞的压力显著下降,成年个体的生存率在2021/2022年度达到峰值。但研究者也指出,2020/2021年度生存率的下降可能与疫情初期的某些未明因素相关,这需要进一步调查。总体来讲,这些短期波动可能反映了种群对人类活动变化的敏感性,尤其是在环境压力骤减或骤增时。



图4、多状态模型的种群估算。(a) 成年个体(方形)和幼年个体(三角形)的显著生存率;(b) 成年个体(方形)和幼年个体(三角形)的重捕概率;(c) 幼年个体向成年个体的过渡率;(d) 经过标记识别比率修正后的成年个体(蓝色方形)、幼年个体(橙色三角形)和非小海豚个体(黑色圆圈)的种群数量。误差线表示估算结果的95%置信区间。论文源:Lin W, Chen S, Liu B, et al. (2024)


在种群规模方面,本研究得出的结果与之前一些研究的估算存在显著差异。例如,与2015年Xu等人报告的1,485个体的种群规模相比,本研究的估算值要小得多。研究者指出,这种差异可能来源于早期研究中捕获重捕率的低估及调查设计的缺陷,这可能导致了生存率的低估和种群规模的高估。本研究通过更高的捕获重捕率和改进的调查方法,确保了种群规模估算的精确性。此外,早期估算中的标记个体比例也显著低于其它研究的范围,进一步加大了种群规模估算的不确定性。



中华白海豚。©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(图文无关)

写在最后

End note


该研究团队强调,雷州半岛东部的中华白海豚种群规模虽然被高估,但然是该物种已知的第二大种群,其生态与保护价值不容忽视。但种群数据表明这一物种正面临显著的下降趋势。基于此,研究建议,应加强沿岸区域的人为干扰控制,建立长期监测机制,并通过更高精度的研究手段,进一步完善保护政策。

该研究团队认为,过去种群规模的高估,可能与研究设计和数据收集的局限性有关。本研究提供的数据更加精准,为重新评估中华白海豚的种群状况提供了科学依据。

此外,该研究发现种群生存概率动态趋势人类活动密切相关。在新冠疫情期间,由于沿岸人类活动减少,海豚的生存状况出现一定波动。但是随着后疫情时代经济活动的逐步恢复,人类对其栖息地的干扰可能进一步加剧,包括船舶航行、沿岸开发和渔业活动等因素,这对种群的长期生存构成了新的威胁。

本次研究为雷州半岛东部中华白海豚的种群现状提供了详实的科学依据。这些发现不仅为评估该物种的濒危风险提供了数据支持,也为其保护策略的制定指明了方向。研究团队呼吁相关部门采取切实措施,结合科学研究与实际行动,共同保障这一濒危物种的未来生存与栖息地的生态健康


【原文citation感兴趣的“海洋与湿地”(OceanWetlands)读者可以参看全文:

Lin W, Chen S, Liu B, et al. Survival and population size of the Indo‐Pacific humpback dolphins off the eastern Leizhou Peninsula[J]. Marine Mammal Science, 2024: e13156.

(注:本文仅代表资讯,不代表平台观点。欢迎留言、讨论。)

资讯源 | Marine Mammal Science
编译 | 王芊佳

编辑 | 绿茵

排版 | 绿叶

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