无人机技术在阿拉伯湾中部海域揭示全球最大儒艮种群聚集规律及其生态驱动机制

《Frontiers in Marine Science》：Detection of the largest herd of dugongs (Dugong dugon) in the Central Arabian Gulf using unmanned aerial vehicles

本综述系统总结了利用无人机（UAV）技术对卡塔尔西北部海域儒艮（Dugong dugon）大规模聚集的监测成果，揭示了该区域存在全球最大单次观测记录（>1200头）的生态现象。研究通过双观察者法校正探测概率（pd=0.96）与可得性概率（pa=0.80-0.98），建立三角分布模型得出校正后种群估计值为1248±122头。重点分析了海草生物量（峰值55 g干重/m2）、水温（>18°C）及沙玛尔风（shamal winds）庇护效应等关键环境驱动因子，为极端环境（盐度48.1‰）下海洋哺乳动物保护提供了创新性监测范式与管理策略。

　　

引言

儒艮（Dugong dugon）作为少数海洋草食性哺乳动物之一，被世界自然保护联盟（IUCN）列为易危物种。阿拉伯湾拥有仅次于澳大利亚的全球第二大儒艮种群，但关于其精确数量的研究仍显不足。传统监测方法如船只调查和有人机航测存在成本高、可达性差及观测偏差等问题。无人机（UAV）技术的兴起为海洋哺乳动物种群监测提供了高精度、低干扰的创新解决方案。

研究方法

研究区域位于卡塔尔西北部乌姆阿尔马（Umm AlMaa）海域，该区域历史上被确认为儒艮重要栖息地。2019-2020年期间共开展14次船载无人机航测，采用平行断面设计，航速控制在5.5-7.4 km/h以减少对儒艮的干扰。使用大疆Mavic 2 Pro无人机采集4K分辨率影像，通过紫红色滤镜增强色彩对比度，并采用网格化计数法进行个体统计。母幼对识别依据体型差异、同步行为及空间关联等特征。

为校正观测偏差，研究采用双观察者协议计算探测概率（p_d=nA/(nA+nB)）。结合Hagihara等人提出的深度依赖框架，确定环境条件指数（ECI3）下的可得性概率范围为0.80-0.98。通过公式N=C/(p_a×p_d)计算校正后种群数量，并构建三角分布模型估算总体均值与标准差。

环境参数监测显示，研究区域冬季水温（18.4±1.04°C）显著高于东部海域，盐度达48.1±1.1‰，溶解氧6.0±0.7 mg/L。二月风速峰值超过40 km/h时，西部海域因半岛地形庇护呈现更稳定的水文条件。

研究结果

2019年2月7日记录最大观测个体数1108头，202年记录1209头。经偏差校正后，种群估计值范围为994-1574头，均值为1248±122头。母幼对比例从2019年的5.8%上升至2020年的10.2%，72%的影像显示个体数集中在1100-1209头区间。儒艮聚集区位于北纬25.88-25.97°、东经50.89-50.97°范围内，群体呈现同步觅食行为，并观察到典型的海底摄食痕迹。

讨论分析

种群规模意义

本次记录的单次聚集规模远超先前阿拉伯湾地区最大记录（700头），更是澳大利亚莫顿湾（300头）的四倍。种群结构的动态变化可能反映COVID-19疫情期间人类活动减少对幼体存活率的积极影响。

生态驱动机制

海草生物量季节性波动是关键驱动因素：冬季Halodule uninervis等物种生物量达55 g干重/m²，而夏季降至17 g干重/m²。水温阈值（>18°C）与沙玛尔风共同作用形成独特生态位：西部海域冬季水温较东部高0.3-0.5°C，结合半岛地形对波浪能量的削减（波高<2.7 m），为儒艮创造避风港式栖息环境。这与儒艮代谢率低、热调节能力弱的生理特性高度契合。

保护挑战与对策

儒艮低繁殖率（世代时间长）与高 parental investment 特性使其对叠加威胁尤为敏感。区域主要威胁包括渔业误捕（卡塔尔搁浅个体多与渔具缠绕相关）、海岸开发及石油污染（1983年Nowruz漏油事件致38头死亡）。卡塔尔通过第19号联邦法令禁止儒艮捕猎，并设立1650 km2海洋保护区，但需加强跨境保护协作，特别是卡塔尔-巴林-阿联酋三角区的联合监测。

结论与展望

无人机技术成功揭示阿拉伯湾儒艮种群聚集的时空规律，证实卡塔尔西北海域具备全球意义的栖息地价值。未来需结合卫星遥测与基因流分析，阐明种群连通性机制。建立长期无人机监测网络，将有助于在气候变化背景下优化保护策略，为边缘海生态系统管理提供范式参考。