基于公民科学观测揭示AIS数据低估沿海船舶与海洋哺乳动物共生的交通现状

为评估船舶对海洋哺乳动物的真实影响，研究人员通过3年陆基观测，对比AIS（船舶自动识别系统）数据与实地记录，发现59%共现船舶未传输AIS信号，且非AIS船舶更易引发动物行为响应。该研究揭示了AIS数据在风险评估中的局限性，为海洋保护政策提供了关键依据。

　　

船舶交通对海洋哺乳动物的威胁日益受到关注，但现有风险评估主要依赖船舶自动识别系统（AIS）数据，而大量非AIS船舶（如休闲船只、小型渔船）的活动长期被忽视。这种数据缺口可能导致对船舶相关风险（如水下噪声干扰、碰撞伤害）的低估。苏格兰海域作为多种濒危海洋哺乳动物（如港湾鼠海豚Phocoena phocoena、瓶鼻海豚Tursiops truncatus）的重要栖息地，亟需全面量化船舶活动的真实影响。

为此，鲸豚保护组织（WDC）联合赫瑞瓦特大学等机构的研究团队，通过公民科学项目“苏格兰船舶计划”，在5个苏格兰海洋区域（SMRs）开展了为期3年的陆基观测。研究招募15名训练有素的志愿者，使用标准化的双筒望远镜和记录协议，记录距海岸约10公里内的船舶活动及与海洋哺乳动物（观测距离≤3公里）的共现情况，并同步收集AIS数据验证船舶信号传输率。研究还记录了动物对船舶的即时行为响应（如空间位移、行为改变）。

关键技术方法包括：1）陆基视觉调查标准化协议（10分钟/次，记录船舶类型、速度及AIS状态）；2）部署20个地面AIS接收器网络验证船舶信号；3）GIS空间分析比对实地观测与AIS数据；4）行为响应分类系统（5类可观测反应）。

研究结果：

1. AIS vs非AIS船舶存在

• AIS仅准确反映30%调查时段内的船舶活动，59%共现船舶未传输AIS信号。夏季AIS传输率最低（38%），莫里湾SMR最高（48%）。
• 非AIS船舶更频繁以中高速（≥7.5节）航行，小型机动船（<15米）是主要高速船舶类型（占中高速船舶的52%）。

1. 船舶类型差异

• 超大型船舶AIS传输率达95%，而小型渔船（<15米）仅18%，休闲船只（如喷气艇）为0%。
• 喷气艇观测次数虽少（6次），但100%以中高速航行。

1. 行为响应记录

• 98次偶发观察中，68%反应由非AIS船舶引发，33%涉及人力船只（如皮划艇）。
• 空间位移（72次）和浮出模式改变（43次）是最常见反应，商业观鲸小船引发22%的响应记录。

讨论与意义：
该研究首次系统性量化了苏格兰沿海非AIS船舶与海洋哺乳动物的共现规模，揭示AIS数据严重低估船舶活动（尤其在休闲船舶高峰的夏季）。非AIS船舶不仅数量占比高，其高速航行特性（53%船舶≥7.5节）可能加剧碰撞风险和噪声干扰（如掩蔽效应）。值得注意的是，人力船只虽无动力，仍引发1/3的行为响应，提示新兴水上休闲活动需纳入管理考量。

研究凸显公民科学在生态监测中的价值——通过标准化培训，志愿者能高效收集大时空尺度数据，弥补传统方法（如声学监测、卫星追踪）的成本和覆盖局限。成果对海洋保护政策具有三重启示：1）现有基于AIS的风险模型需校正非AIS船舶输入；2）欧盟海洋战略框架指令（MSFD）应扩展噪声监测频段以涵盖休闲船舶特征；3）区域船舶管理（如限速区）需配套非AIS船舶的合规监测手段。

论文发表于《Biological Conservation》，为全球海洋哺乳动物保护提供了方法论范例，也为苏格兰新划定的“重要海洋哺乳动物区域”管理提供了数据基石。未来研究可结合水下声学记录，进一步解析非AIS船舶噪声的生态影响机制。