加拿大东部沿海地区鳍足类动物的声学活动

《Canadian Journal of Zoology》：Acoustic occurrence of pinnipeds offshore eastern Canada

被动声学监测技术揭示加拿大东海岸20个站点海豹物种（包括 walrus）的分布与海冰覆盖的关联性，发现冬季至春季为活动高峰期，填补了深海区海豹分布数据空白，为气候变化影响下的种群监测提供基础。

　　随着全球气候变化的加剧，海洋生态系统正经历着前所未有的变化。对于生活在高纬度地区的鳍足类动物（pinnipeds）而言，这些变化尤其显著，因为它们的生存和繁殖活动高度依赖于海冰。然而，目前对这些动物在沿海和近海区域的分布了解仍然有限，尤其是在远离已知搁浅或幼崽出生地的区域。为了填补这一知识空白，本研究利用了被动声学监测（Passive Acoustic Monitoring, PAM）技术，收集了2015年至2017年间从加拿大东部沿海至纽芬兰至新斯科舍省的20个站点的大量声学数据，旨在揭示鳍足类动物在这些区域的声学存在情况。

被动声学监测是一种利用水下录音设备记录海洋生物声音的技术，尤其适用于那些在水下活动频繁、且难以通过传统观察方法追踪的物种。鳍足类动物，包括海豹、海狮和海象，通常会在特定季节发出复杂的声音信号，这些信号可以作为它们存在的指示。例如，在繁殖季节，许多鳍足类动物会发出各种叫声，用于吸引配偶、标记领地或与群体交流。这种声学行为不仅有助于识别物种，还能提供关于其活动模式、种群动态和栖息地使用的重要信息。

研究团队采用了多种方法，包括自动化的海洋哺乳动物检测系统和人工验证，以确保数据的准确性。首先，他们使用了自动化工具来筛选整个数据集中的声学信号，然后对其中的12个站点进行了更深入的人工分析。这些站点分布在不同的深度和地理区域，覆盖了从近岸到深海的多种环境。通过这种方法，研究人员能够更全面地了解这些动物的声学存在模式，并评估它们在不同季节和不同海冰条件下的分布变化。

在研究过程中，团队检测到了五种鳍足类动物的声学信号：小须鲸（hooded seal）、大须鲸（bearded seal）、灰海豹（grey seal）、海象（walrus）和海豹（harp seal）。其中，海象的声音信号较为罕见，仅在最北端的站点（Stn 12）的特定时间段被记录到。而灰海豹和小须鲸的声音信号则在更广泛的区域内被检测到，尤其是在冰层覆盖较多的冬季和春季。这些发现不仅揭示了鳍足类动物在这些区域的分布情况，还提供了关于它们如何适应海冰变化的重要线索。

研究结果表明，鳍足类动物的声学存在与海冰的覆盖情况密切相关。在海冰较多的季节，如冬季和春季，这些动物的活动频率显著增加，尤其是在繁殖和换毛期间。然而，由于海冰的减少，一些物种的分布可能会发生变化，从而影响它们的生存和繁殖成功率。例如，灰海豹和大须鲸的分布范围可能受到海冰变化的影响，而它们的繁殖活动通常集中在特定的冰层区域。这种依赖性使得被动声学监测成为研究这些物种的重要工具，因为它可以在远离人类活动的区域提供连续的监测数据，从而帮助科学家更好地理解它们的生态需求和行为模式。

此外，本研究还发现了一些新的分布信息。例如，大须鲸的声学信号被检测到的范围比之前认为的更靠南，这表明它们可能在某些情况下会向更温暖的水域迁移。同样，海象的信号在某些年份被检测到，这可能意味着它们在某些年份会偶尔进入更南的区域。这些发现对于制定有效的保护和管理措施具有重要意义，因为它们可以帮助科学家预测物种的分布变化，并评估这些变化对生态系统的影响。

在分析过程中，研究团队还注意到，不同物种的声音信号可能存在重叠，这给自动检测和分类带来了挑战。例如，小须鲸和大须鲸的声音信号在某些情况下非常相似，可能导致误判。为了减少这种误判的可能性，团队采取了多种方法，包括人工验证和结合已知的物种声学特征进行分类。尽管如此，由于某些信号可能过于微弱或模糊，仍有可能存在分类误差。因此，研究结果应被视为一种最低限度的记录，而不是绝对的分布情况。

研究还强调了被动声学监测技术的优势。相比传统的视觉观察方法，被动声学监测能够在更广泛的区域内提供连续的数据，尤其是在那些人类难以到达的偏远地区。这种方法不仅可以帮助科学家了解物种的分布模式，还能揭示它们在不同季节和不同环境条件下的行为变化。例如，灰海豹在繁殖季节的叫声模式与非繁殖季节有所不同，而这些差异可以通过声学数据进行识别和分析。

通过本研究，科学家们获得了关于加拿大东部沿海鳍足类动物声学存在的新见解。这些信息对于理解气候变化对这些物种的影响至关重要。海冰的减少可能会导致某些物种的栖息地缩小，进而影响它们的繁殖和生存。被动声学监测技术能够提供长期、连续的数据，这对于追踪这些变化具有不可替代的价值。此外，这些数据还可以用于评估人类活动对鳍足类动物的影响，例如渔业活动、船舶交通和噪音污染等。

研究结果还为未来的监测工作提供了重要的参考。例如，某些物种的分布范围可能随着海冰条件的变化而扩展或收缩，而这些变化可以通过声学数据进行监测和分析。此外，被动声学监测还可以用于评估物种的种群动态，例如繁殖率、幼崽存活率和迁徙模式。这些信息对于制定有效的保护策略和管理措施至关重要。

总的来说，本研究通过被动声学监测技术，填补了加拿大东部沿海鳍足类动物分布信息的空白，为理解这些物种如何适应气候变化提供了重要的数据支持。未来的研究可以进一步利用这些数据，结合其他监测方法，如卫星追踪和生物样本分析，以更全面地了解鳍足类动物的生态需求和行为模式。同时，这些数据也可以用于评估人类活动对这些物种的影响，并为制定可持续的管理政策提供科学依据。