听！海洋深处传来的求救信号，科学家用声音保护濒危鲸鱼

露脊鲸都去哪儿了？

海洋研究人员利用新数据绘制了世界上最濒危的大型鲸鱼物种之一——北大西洋露脊鲸的密度图，以帮助避免露脊鲸受到商业渔业和船只撞击的有害影响。这些地图涵盖了 20 年的鲸鱼观察，可供公众使用，用于风险评估、鲸鱼危害/干扰评估、海洋空间规划和行业监管，以减轻露脊鲸面临的风险。

杜克大学海洋地理空间生态实验室牵头与美国 11 所机构开展合作，汇集了 17 年的可用视觉调查数据，覆盖了美国大西洋 970 万平方公里的面积——大致相当于整个美国本土的面积。

该信息与美国大西洋海域近 500 台水听器记录仪捕捉到的鲸鱼叫声的听觉数据相结合。研究人员首次整理了视觉和听觉数据集，建立了一个统计模型来估算不同时间点每平方公里的鲸鱼数量。

杜克大学研究员、这项研究的主要作者杰森·罗伯茨 (Jason Roberts) 说：“我们获得的航空调查数据比以前多了近三倍，再加上水听器的确认证据，我们能够显示出该种群的分布发生了多么强烈的变化。”

简而言之，这项研究主要研究了北大西洋露脊鲸在美国大西洋沿岸的分布密度。研究者通过分析大量的视觉观测数据和声学监测数据，建立了一个模型来预测露脊鲸在不同区域和不同时间的密度。这个模型可以帮助我们更好地了解露脊鲸的活动规律，从而为保护这一濒危物种提供科学依据。

参考文献：JJ Roberts, TM Yack, E Fujioka, PN Halpin, MF Baumgartner, O Boisseau, S Chavez-Rosales, TVN Cole, MP Cotter, GE Davis, RA DiGiovanni Jr, LC Ganley, LP Garrison, CP Good, TA Gowan, KA Jackson, RD Kenney, CB Khan, AR Knowlton, SD Kraus, GG Lockhart, KS Lomac-MacNair, CA Mayo, BE McKenna, WA McLellan, DP Nowacek, O O’Brien, DA Pabst, DL Palka, EM Patterson, DE Pendleton, E Quintana-Rizzo, NR Record, JV Redfern, ME Rickard, M White, AD Whitt, AM Zoidis. North Atlantic right whale density surface model for the US Atlantic evaluated with passive acoustic monitoring（PDF）. Marine Ecology Progress Series, 2024; 732: 167 DOI: 10.3354/meps14547

一、什么是露脊鲸？

北大西洋露脊鲸，这种看似笨拙庞大的海洋巨兽，它们是地球上最濒危的大型哺乳动物之一，其生存状况牵动着无数人的心。北大西洋露脊鲸身上那些白色的斑点并不是皮肤的颜色，而是成群结队的鲸虱寄生造成的。这些小生物紧紧附着在鲸鱼的皮肤上，形成独特的图案，就像是大自然为它们定制的“纹身”。每个露脊鲸的鲸虱图案都不同，就像人类的指纹一样，科学家们可以通过这些图案来识别个体，追踪它们的迁徙路线和行为。

露脊鲸是鲸类中游速最慢的之一，它们喜欢在水面附近缓慢游动，时不时地浮出水面呼吸。这种悠闲的姿态让它们很容易成为捕鲸者的目标。由于行动缓慢且性情温顺，露脊鲸在历史上曾遭到大规模捕杀，数量急剧下降。

雄性露脊鲸为了争夺配偶，会进行激烈的竞争，包括发出巨大的声音、互相推搡等。雄性露脊鲸的睾丸是动物界中最大的之一，这与它们激烈的交配竞争有关。

目前全球仅存约350头北大西洋露脊鲸，它们正面临着灭绝的威胁。

一、为什么北大西洋露脊鲸的数量在不断减少？

北大西洋露脊鲸的数量急剧减少是一个令人担忧的问题，主要原因是人类活动对它们的生存环境造成了严重的威胁。

北大西洋露脊鲸经常在航道繁忙的区域活动，大型船只的螺旋桨很容易造成鲸鱼受伤甚至死亡。船舶、海底勘探等活动产生的噪音会干扰鲸鱼的通讯和导航，影响它们的觅食和繁殖。 鲸鱼在觅食时很容易被渔网、渔线等缠住，导致窒息、感染或受伤。海水温度升高、海洋酸化等气候变化带来的影响，导致浮游生物分布改变，进而影响鲸鱼的觅食行为。海岸开发、污染等人类活动导致鲸鱼的栖息地减少，影响它们的生存空间。

比如：“棉尾巴”的故事， 一头名为“棉尾巴”的北大西洋露脊鲸被渔网缠住，尽管救援人员尽力救助，但最终还是不幸死亡。这个故事引发了人们对海洋塑料污染问题的关注。另外，近年来，北大西洋沿岸频繁发生露脊鲸搁浅事件，其中许多案例都与船舶撞击和渔具缠绕有关。对搁浅鲸鱼的尸体进行解剖，可以发现船桨造成的伤痕、渔网缠绕的痕迹等。

保护北大西洋露脊鲸是一项长期而艰巨的任务，需要全球范围内的共同努力。

二、科学家是如何通过声音来追踪鲸鱼的？

科学家通过声音追踪鲸鱼，主要利用了鲸鱼本身发出的声音和水下声学技术。这就像在大海中进行一场“听声辨位”的游戏。

1、被动声学监测：

• 鲸鱼的“歌声”： 许多鲸类，尤其是须鲸，会发出独特的叫声，就像人类的语言一样。科学家通过水下听音器，可以记录下这些声音。
• 声音特征分析： 每种鲸鱼的叫声都有特定的频率和模式，就像它们的“指纹”一样。科学家通过分析这些声音特征，可以识别出不同的鲸鱼个体或种群。
• 定位： 通过多个水下听音器同时记录声音，并利用三角测量法，科学家可以确定鲸鱼的具体位置。

2、主动声学监测：

• 声呐技术： 科学家可以向水中发射声波，这些声波碰到物体后会反射回来。通过分析反射回来的声波，可以探测到水下的物体，包括鲸鱼。
• 声呐标签： 将声呐标签附着在鲸鱼身上，标签会周期性地发出声信号。科学家通过接收这些信号，可以追踪鲸鱼的运动轨迹。

为什么要通过声音追踪鲸鱼？主要是了解鲸鱼的迁徙路线，可以帮助科学家识别它们的栖息地，并制定相应的保护措施。通过声学监测，可以更准确地评估鲸鱼的种群数量，了解其种群动态。通过分析鲸鱼的叫声，可以了解它们的社交行为、觅食行为等。在鲸鱼活动频繁的区域，通过声学监测可以提前预警，避免船只与鲸鱼发生碰撞。

声学追踪技术相比于传统的目视观察方法，声学监测对鲸鱼的干扰较小。水下听音器可以全天候工作，不受天气和光照条件的限制。 声学监测可以覆盖大范围的海域，提高监测效率。

声学追踪技术为科学家研究鲸鱼提供了有力工具，帮助我们更好地了解这些海洋巨兽，并为它们的保护提供科学依据。随着技术的不断发展，声学追踪技术将在鲸鱼保护中发挥越来越重要的作用。

三、这项研究的对保护北大西洋露脊鲸的意义？

该研究通过被动声学监测，建立了美国大西洋海域北大西洋露脊鲸密度表面模型，绘制了世界上最濒危的大型鲸鱼物种之一——北大西洋露脊鲸的密度图，为保护这一濒危物种提供了重要的科学依据。

通过识别出露脊鲸的高密度分布区域，可以划定重点保护区域，要求船舶减速或改变航线，从而减少船舶与露脊鲸碰撞的风险。 模型可以帮助识别出露脊鲸与渔具相互作用的区域，从而制定更合理的渔业管理措施，减少渔具缠绕造成的死亡。通过了解露脊鲸的栖息地偏好，可以有针对性地保护其关键栖息地，如觅食区、繁殖区等。

总之，这项利用近20年的观察数据的研究，为保护北大西洋露脊鲸这一濒危物种提供了重要的科学基础，为北大西洋露脊鲸保护工作起到支撑作用。

四、思考

如何将声学监测与其他传感器数据（如卫星遥感、无人机监测）进行融合，以获取更全面的信息？如何利用机器学习算法，从大规模数据中挖掘出更深层次的模式？如何利用声学特征、照片识别等方法，实现对个体露脊鲸的长期追踪？

除声学数据外，如何将其他生物物理变量（如叶绿素a浓度、初级生产力）纳入模型，以更全面地解释露脊鲸的分布？船舶噪音、渔业活动等人类活动对露脊鲸分布的影响如何量化？环境因素（如海温、洋流）对露脊鲸分布的影响是否具有年际差异？气候变化对露脊鲸分布格局的影响如何？

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

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