结合TDR与GPS技术提升潜水海鸟觅食生境识别精度及其对海洋保护区管理的启示

《Marine Biology》：Combining temperature-depth recorder and GPS data improves identification of foraging habitat in diving seabirds

本研究为解决潜水海鸟水下觅食位点精准定位难题，来自北爱尔兰灯塔岛的研究人员通过联合部署GPS与温度-深度记录器(TDR)对黑海鸠(Cepphus grylle)展开研究，对比四种数据整合方法。结果发现结合潜水时长的隐马尔可夫模型(HMM)能更真实反映栖息地利用特征，强调整合潜水数据对制定有效海洋保护区(MPA)管理方案的关键意义。

　　

为有效划定和管理海洋保护区（MPA）以保护海鸟，亟需详细了解其海上觅食区域。全球定位系统（GPS）追踪技术能提供高分辨率的空间数据，但其局限在于只能记录水面以上的位置，且设备入水后无法工作，因此难以记录潜水物种的水下活动轨迹。温度-深度记录器（TDR）则可提供宝贵的潜水深度、剖面和持续时间信息，却无法同步获取潜水发生时的空间坐标，从而难以确定潜水时所在位置的环境条件。过去，在鸟类身上同时部署这两种设备存在 logistical（ logistical ）和伦理上的困难。将GPS与TDR数据相结合，能够提供三维信息，这对于像黑海鸠（Cepphus grylle）这样的潜水物种尤为重要。然而，整合TDR与GPS数据的方法多种多样，其识别潜在海鸟觅食位置的有效性亟需评估。本研究收集了北爱尔兰灯塔岛繁殖黑海鸠的GPS和TDR数据，旨在评估四种用于划分觅食地点的方法，并检验每种方法对感知栖息地选择的影响。我们比较了：线性插值得到的潜水位置、按时间最近原则分配给GPS定位点的潜水，以及仅使用空间信息或结合了潜水时长的隐马尔可夫模型（HMM）。研究结果显示，一天中的时刻、海底地形（bathymetry）以及与繁殖地的距离，与所有方法识别出的觅食位置均密切相关。潜水行为主要为底栖潜水，平均深度为13.47米（± 6.22），且发生在白天。虽然仅使用GPS数据的模型也能识别出相似的环境协变量和觅食分布，但它缺乏潜水数据所提供的具体行为信息。因此，整合了潜水数据的模型能够为黑海鸠的栖息地利用情况提供更具生物学真实性的表征。这些结果凸显了在识别潜水海鸟觅食生境时纳入潜水信息的重要性，以确保制定出有效的MPA划定和管理计划。