结合声学遥测与侧扫声纳技术评估纽约哈德逊河濒危短吻鲟种群丰度：贝叶斯模型揭示最大现存种群规模与聚集脆弱性

为解决濒危短吻鲟(shortnose sturgeon)种群规模评估难题，研究团队整合声学遥测(acoustic telemetry)与侧扫声纳(side-scan sonar)技术，构建贝叶斯层次模型(Bayesian hierarchical model)。首次揭示哈德逊河成年短吻鲟种群达69,798尾(95% CI=9,207–185,666)，确认为全球最大现存种群，但40%个体集中于人类活动频繁的越冬区，凸显局部干扰易致种群脆弱性。该框架为濒危物种监测提供低成本替代方案。

　　

在全球生物多样性保护面临严峻挑战的当下，鲟形目鱼类(Acipenseridae)成为最濒危的类群之一，高达85%的物种面临灭绝风险。作为北美东海岸的两种极危鲟类，大西洋鲟(Acipenser oxyrinchus oxyrinchus)和短吻鲟(Acipenser brevirostrum)虽分布广泛，但历经19世纪末的过度捕捞与栖息地丧失，多数种群已崩溃或局部灭绝。短吻鲟自1966年起受美国《濒危物种保护法》庇护，其种群监测对物种恢复至关重要，然而传统标记重捕法(mark-recapture)因鲟类长寿、世代重叠及采样困难等特点，存在检测概率低、模型假设易违反等局限，导致许多种群缺乏当代丰度评估。

哈德逊河种群作为短吻鲟的重要栖息地，过去三十年间未进行系统评估，最近一次估算仍停留在1994-1997年，显示成年种群约61,000尾。鉴于种群增长主要依赖补充量而非成体存活率，环境随机性可能显著影响长期种群轨迹，亟需更新评估以识别潜在威胁。为此，研究团队创新性地整合两种被动采样技术——声学遥测与侧扫声纳，构建贝叶斯层次模型，旨在提供低成本、低干扰的种群评估新范式，相关成果发表于《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》。

研究采用多技术融合策略：首先通过刺网捕获鲟鱼，手术植入声学标签(Innovasea V16-4x-069 kHz)并利用河宽接收器阵列监测移动；其次在核心越冬区埃索普斯草甸(Esopus Meadows)布设12台固定接收器，结合拖曳式全向水听器(VR100)精准定位；同步开展侧扫声纳(Edgetech 4125-P)调查，通过人工与机器学习结合计数目标；最终基于检测标签比例与声纳计数，构建贝叶斯模型估算种群规模。所有操作均获美国国家海洋渔业局濒危物种研究许可(20340)及康奈尔大学动物护理委员会批准(2019-0117)。

声学监测结果

两年间共植入100个声学标签(2021-2022各50个)，剔除16个异常标签后，84个标签(28雌56雄)纳入分析。越冬期间，标签检测数量显示种群在调查区占比为14%-45%，证实埃索普斯草甸为核心聚集区。固定接收器数据通过Bray-Curtis相异指数界定越冬期(11月中旬至3月底)，确保模型闭合假设。

侧扫声纳计数

声纳图像显示短吻鲟密度在5.7-134.9尾/公顷间波动，分布呈高度聚集模式，主要集中于河道东侧弯道。吉尔网验证捕获364尾鱼中仅1.3%为非目标物种(包括大西洋鲟、条纹鲈和鲤鱼)，证实声纳目标确为短吻鲟。通过自动化流程(Python-Weka-ImageJ pipeline)处理图像，计数精度优于人工，极大提升效率。

成年丰度估计

基于贝叶斯模型，每日丰度估计在10,733-172,949尾间波动，合并后总体估计为69,798尾(95% CI=9,208–185,666)，较此前估计增长14%，确认为全球最大短吻鲟种群。剔除异常日期后估计增至78,522尾，但为保守起见保留全部数据。结果凸显种群稳定性，但40%个体集中于不足河道8%的越冬区，与人类活动区重叠，存在显著局部扰动风险。

研究通过整合声学遥测与侧扫声纳技术，首次实现哈德逊河短吻?种群的高精度评估，揭示其作为全球最大种群的现状与聚集性脆弱特征。该方法克服传统标记重捕法的局限，为濒危物种监测提供可推广框架。结果强调埃索普斯草甸与哈弗斯特劳湾等越冬区对鲟类存续的关键作用，建议纽约州将此类区域纳入航道疏浚、锚地规划等人类活动的优先保护范围。尽管种群规模达标，但鉴于气候变化、外来物种及人为干扰等新兴威胁，需持续开展范围级群监测，为濒危物种名录修订提供科学依据。