四十年持续监测揭示迁徙须鲸繁殖成功率下降:南露脊鲸种群动态的生态警示
《Scientific Reports》:Four decades of annual monitoring reveal declining reproductive success of a migratory baleen whale
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时间:2025年10月07日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对南露脊鲸(Eubalaena australis)繁殖力下降的生态威胁问题,通过开展长达43年的个体识别监测(photo-identification mark-recapture),发现其平均产犊间隔从3年增至7.2年,产犊率由0.48 calves/year降至0.19 calves/year。结果证实南极海冰减少导致的觅食成功率下降是主要驱动因素,凸显了气候变化对顶级捕食者种群恢复的制约,为海洋生态系统健康评估提供了关键指标。
在南半球的寒冷海域中,生活着一种曾因商业捕鲸几近灭绝的巨兽——南露脊鲸(Eubalaena australis)。作为典型的“资本繁殖者”(capital breeder),它们依赖夏季在南极海域积累的能量支撑冬季迁徙至低纬度海岸的繁殖活动。然而,近年来科学家们注意到,南非沿海的南露脊鲸种群中,携带幼鲸的母鲸数量出现异常波动,甚至整体繁殖数量增长停滞。这一现象引发了深层次担忧:是否气候变化已通过影响猎物资源,悄然侵蚀着这一濒危物种的恢复潜力?
为解答这一难题,由Els Vermeulen领衔的研究团队分析了1979至2022年间南非海岸的直升机航测数据,结合个体照片识别技术,对2108头雌鲸的繁殖史进行追踪。研究发现,南露脊鲸的繁殖效率正显著恶化。平均产犊间隔(calving interval)从早期的3年延长至2022年的7.2年,而年均产犊率(calving rate)更是从1980年代的0.48头/年骤降至2010年代的0.19头/年。这一趋势在2010年后尤为突出,与非繁殖期成年鲸沿岸出现频率下降的时间点吻合。
研究进一步揭示,繁殖衰退与母鲸体况下降直接相关。此前研究已证实,该种群雌鲸平均体况自1980年代以来下降23%,而南极海域海冰浓度减少(如Germishuizen等人报道)导致磷虾等猎物资源缩减,可能是根本原因。作为能量储备型繁殖者,南露脊鲸母体需达到特定营养阈值方可启动繁殖,当前数据正符合“生存-繁殖权衡”理论预测:当觅食成功率降低,雌鲸会优先保障自身生存而非繁殖投入。
研究依托43年系统性直升机航测,采用标准化照片识别技术(Hiby-Lovell算法)对南露脊鲸个体进行追踪。通过分析鲸鱼头部的胼胝体(callosity)图案及背部色素特征,构建包含6155头雌鲸的数据库,据此计算产犊间隔、产犊率等参数。航测范围覆盖南非自然谷至穆伊岑贝格海岸线,每年在9月末至10月初固定时段执行,以最大化观测繁殖高峰期种群。
航测数据显示,1979年至2014年,沿岸繁殖母鲸数量从27对增至461对,但2014年后出现波动性下降。同时,非繁殖期成年鲸数量在2008年后显著减少,暗示种群行为模式改变。
基于4138次产犊间隔记录,研究发现2010年后中位产犊间隔明显延长,2022年达7.2年(SD=3.38)。产犊率分年代对比显示,2010-2019年间均值(0.19)显著低于1980年代(0.48)(p<0.01)。年龄分组分析表明,各年龄段雌鲸产犊率无显著生物学差异,排除生殖衰老(reproductive senescence)主导作用。
149头雌鲸的初产年龄(age at first parturition)均值为9.7岁(SD=2.9),且不同出生年代个体间无显著变化,说明繁殖启动时间未受近期环境压力影响。
本研究通过长期实证数据,证实南露脊鲸繁殖衰退与南极生态系统变化存在因果链:海冰减少→磷虾资源下降→母鲸觅食成功率降低→体况恶化→繁殖间隔延长。这一发现不仅解释了该种群恢复放缓的原因,更凸显须鲸可作为海洋生态系统健康的“哨兵物种”。研究强调,针对长寿命物种的个体水平长期监测,是识别亚致死性环境压力的关键工具。随着南极磷虾渔业扩张与其他鲸类种群恢复,未来需通过跨学科合作(如整合海洋遥感与个体追踪数据)优化保护策略。论文发表于《Scientific Reports》,为全球鲸类保护与气候变化应对提供了科学基准。
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