圈养宽吻海豚（Tursiops truncatus）和粗齿海豚（Steno bredanensis）的发声行为

《PLOS One》：Vocalization behaviors in captive bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) and rough-toothed dolphins (Steno bredanensis)

圈养宽吻海豚和粗糙齿海豚在人类活动情境下的声学行为研究。通过持续声学监控发现，宽吻海豚训练时点击率降低41%而哨声增加125%，粗糙齿海豚哨声减少56%但点击率稳定。两者喂食时哨声类型分布显著不同：宽吻海豚以升调哨为主，粗糙齿海豚转向正弦波哨。为评估圈养海豚福利提供声学指标依据。

　　在本研究中，科学家们探讨了两种生活在人工环境中的海豚——宽吻海豚（*Tursiops truncatus*）和锯齿海豚（*Steno bredanensis*）的发声行为。研究采用连续被动声学监测的方法，分析了它们在人类参与的训练和喂食活动期间的发声频率与发声类型的变化。这一研究不仅有助于深入了解海豚在圈养环境中的交流方式，也为评估它们的福利状况提供了基础信息。通过对这两种海豚在不同情境下的声学行为进行比较，研究揭示了它们在发声模式上的显著差异，特别是锯齿海豚在训练和喂食期间表现出不同的声学特征，而宽吻海豚则展现出更为明显的适应性变化。

### 海豚发声行为的重要性

海豚属于齿鲸目，它们利用声音进行导航、觅食和交流。在自然环境中，海豚通过复杂的声学信号与同类互动，这些信号不仅包括用于探测环境和猎物的回声定位点击，还涵盖用于社交交流的鸣叫。点击通常具有高频率、短时长和连续性的特点，是海豚进行回声定位的主要方式。相比之下，鸣叫则更加多样化，能够通过其频率轮廓反映出特定的行为意图或社交信息。研究中提到的六种鸣叫类型——恒定型、上扫型、下扫型、凹型、凸型和正弦型——反映了海豚在不同情境下的声音变化。

在圈养环境中，海豚与人类的互动更为频繁，这可能影响它们的发声行为。例如，训练和喂食活动通常会引发海豚在行为模式上的调整，从而改变它们的发声频率和类型。这种变化可能是为了适应人工环境中的特定条件，比如更小的活动空间、人为干预的频率以及环境中的噪音水平。研究发现，锯齿海豚在训练期间点击频率没有明显变化，但鸣叫频率显著下降，而宽吻海豚则表现出明显的点击频率下降和鸣叫频率上升的趋势。这些结果表明，海豚在面对不同的行为情境时，会调整其发声策略，以适应外部环境的变化。

### 实验设计与数据采集

研究在福州的“海洋世界——欧派克”水族馆进行，这里设有三个区域，分别由网状围栏隔开，通过水道连接。实验期间，锯齿海豚和宽吻海豚分别被安置在不同的区域中，并在特定时间段内进行连续的声学监测。使用SoundTrap 300HF这种多功能水下录音设备，研究人员能够在水下2米处进行数据采集，记录海豚的发声行为。由于海豚的活动范围和行为模式可能受到多种因素的影响，包括环境噪音、空间限制以及与人类的互动频率，研究人员特别关注了在训练和喂食活动前后，海豚的发声频率和类型的变化。

在数据处理方面，研究人员首先将原始音频文件分割为10分钟的片段，以便更高效地分析。随后，利用Butterworth带通滤波器对数据进行处理，以去除低频噪音并保留高频回声定位信号。对于鸣叫的识别，研究人员采用了手动方式，在时间-频率域中分析音频频谱，并根据先前研究定义的分类标准，对鸣叫进行归类。为了确保分类的准确性，两位经验丰富的操作员独立完成分类，并通过讨论和第三位研究者确认分类结果。最终，研究人员计算了每种鸣叫类型在不同时间段内的比例，以评估海豚在不同行为情境下的发声偏好。

### 声音特征的变化

研究结果显示，锯齿海豚在训练和喂食活动期间表现出显著的声学特征变化。在训练过程中，锯齿海豚的点击频率没有明显下降，但鸣叫频率减少了56%。相比之下，宽吻海豚的点击频率下降了41%，而鸣叫频率则增加了125%。这一差异可能反映了两种海豚在应对训练活动时的不同策略：宽吻海豚可能通过鸣叫来加强社交互动和协作，而锯齿海豚则可能更倾向于减少鸣叫，以专注于回声定位或保持较低的活动强度。

在喂食活动期间，两种海豚的点击频率均未发生显著变化，但鸣叫类型发生了明显转变。锯齿海豚在喂食期间鸣叫类型从“恒定型”转变为“正弦型”，而宽吻海豚则从“恒定型”转变为“上扫型”。这种变化可能与海豚在人工喂食条件下的行为模式有关。例如，锯齿海豚可能通过正弦型鸣叫来表达群体内的社交信息，或者适应了人工喂食的节奏。宽吻海豚则可能通过上扫型鸣叫来传达特定的信号，以协调群体行为或增强与训练员的互动。

### 研究意义与未来展望

本研究的结果为理解圈养海豚的声学行为提供了重要的数据支持。特别是在锯齿海豚方面，由于它们在自然环境中研究较少，因此本研究填补了相关领域的知识空白。研究发现，锯齿海豚在训练和喂食活动期间表现出独特的声学特征，这可能与它们的社交行为、认知能力或环境适应性有关。相比之下，宽吻海豚的声学行为变化更符合已有的研究结论，表明它们在圈养环境中的适应性更强。

此外，研究还强调了非侵入式声学监测在评估海豚福利方面的潜力。通过分析海豚的发声频率和类型，研究人员可以识别出可能与福利状况相关的异常行为。例如，如果海豚在训练或喂食期间表现出不寻常的发声模式，这可能暗示其心理压力或不适。因此，本研究不仅有助于圈养环境中的海豚管理，还为未来的研究提供了基础数据，支持进一步探索海豚声学行为与环境、行为和福利之间的关系。

研究还指出，由于实验期间受到新冠疫情防控措施的影响，数据采集时间相对较短，因此可能无法完全捕捉到海豚发声行为的自然变化。未来的研究需要延长监测时间，并增加样本量，以更全面地了解海豚在不同情境下的发声模式。此外，为了更深入地理解这些变化背后的机制，研究者建议开展更受控的实验，例如在个体隔离的情况下分析海豚的发声行为，以区分训练和喂食活动对发声模式的影响。这些研究不仅有助于提升我们对海豚声学行为的理解，还可能为优化圈养环境和提高动物福利提供科学依据。