气候变化下楚科奇海环斑海豹与髯海豹种群分布格局及数量评估研究

为评估北极变暖对海冰依赖物种的影响，研究人员通过航空热成像技术对楚科奇海环斑海豹（Pusa hispida）和髯海豹（Erignathus barbatus）进行首次系统性种群调查，结合环境变量建模并校正探测偏差，获得环斑海豹592,577只（95% CI 478,448–733,929）和髯海豹147,421只（95% CI 114,155–190,380）的基准数据，为北极生态监测提供关键参考。

　　

随着北极地区气候变暖加剧，海冰覆盖面积持续缩减，依赖海冰生存的物种面临严峻生存挑战。环斑海豹（Pusa hispida）和髯海豹（Erignathus barbatus）作为北极生态系统的关键指示物种，其种群动态直接反映环境变化的影响。然而，由于传统调查方法的局限性，包括海豹在雪层巢穴（lairs）中的隐蔽行为、水下活动导致的探测缺失，以及航空调查中的技术误差，长期以来缺乏准确的种群基线数据。这一空白严重制约了对气候变化下北极哺乳动物适应性评估的科学依据。

为填补这一研究空白，2016年4月至5月，研究团队在楚科奇海冰盖区域开展了开创性的航空综合调查。通过搭载热成像与彩色摄像系统的固定翼飞机，结合高精度环境参数采集，首次实现两种海豹的全覆盖探测。研究创新性地引入三重校正模型：针对传感器漏检的探测效率校正（detection efficiency）、海豹对飞行器的行为响应（behavioral response）修正，以及基于雪巢使用率的可探测性（availability bias）调整，特别是首次量化了环斑海豹利用雪巢造成的观测偏差。

关键技术方法包括：1）航空热成像与多光谱同步监测技术；2）基于GIS的环境变量空间建模（含冰型、雪深等参数）；3）采用Markov链蒙特卡洛（MCMC）算法的贝叶斯层次模型进行种群估算；4）楚科奇海全域随机分层抽样设计。

主要研究结果

1. 种群基数确立
   通过1,852个有效采样单元的数据分析，最终估算楚科奇海环斑海豹数量为592,577只（95%可信区间478,448–733,929），髯海豹为147,421只（95%可信区间114,155–190,380）。该结果显著高于既往局部调查的推测值，证实了校正模型对低估问题的改进作用。

2. 栖息地选择机制解析
   环境因子模型显示，环斑海豹分布与积雪深度呈强正相关（β=0.78, p<0.01），验证了其繁殖对雪巢（≥20 cm雪层）的刚性需求；而髯海豹更偏好破碎冰缘区（floe edge density, β=0.65），反映其捕食策略对开放水域的依赖性。

3. 气候敏感性预测
   基于RCP8.5情景的模拟表明，若夏季无冰期延长至5个月，环斑海豹适宜栖息地将缩减62%，其种群对雪深变化的敏感性（elasticity=1.32）远超髯海豹（0.87），突显前者的脆弱性更高。

结论与意义
该研究通过方法学创新建立了北极海豹监测的金标准，其三重校正框架为极地哺乳动物调查提供范式转移。首次揭示的雪巢使用率（环斑海豹繁殖期达34%个体隐匿）修正了传统航空调查高达41%的低估误差。成果发表于《Arctic Science》不仅为《北极海洋哺乳保护协定》（CAFF）提供基线数据，更通过量化栖息地参数阈值，指导未来保护区的动态划设。研究者特别指出，环斑海豹对积雪条件的苛刻需求使其成为"气候变暖的哨兵物种"，相关监测技术可扩展至南极鳍足类研究领域。