南极戴维斯站近海威德尔海豹（Leptonychotes weddellii）与豹形海豹（Hydrurga leptonyx）叫声频率的时空动态及其生态意义

《Marine Mammal Science》：Temporal Variability in Call Rates of Weddell (Leptonychotes weddellii) and Leopard (Hydrurga leptonyx) Seals Near Davis Station, East Antarctica

本研究通过被动声学监测（PAM）技术，揭示了南极威德尔海豹与豹形海豹在陆缘冰（landfast ice）与开放水域环境下的季节性及昼夜叫声模式。威德尔海豹冬季叫声频率最高，繁殖季降低，夏季近乎消失；豹形海豹叫声则与冰层消融及捕食行为相关。成果为极地海洋哺乳动物行为生态学及气候变化响应研究提供了关键数据。

　　

ABSTRACT

研究团队利用被动声学监测技术，对南极戴维斯站附近5.6公里海域的威德尔海豹（Leptonychotes weddellii）和豹形海豹（Hydrurga leptonyx）的叫声频率进行了为期半年的观测。结果显示，威德尔海豹叫声在冬季达到峰值，繁殖季减少，夏季几乎消失；豹形海豹叫声则集中在12月陆缘冰破裂后。叫声模式与光照周期、冰层覆盖及捕食压力显著相关。

1 Introduction

极地海洋动物研究常受冰况、恶劣天气和极夜限制。被动声学监测（PAM）成为追踪威德尔海豹和豹形海豹行为的有效手段。威德尔海豹拥有鳍足类中最复杂的水下发声系统，其叫声用于社交、导航和繁殖；豹形海豹则作为潜在捕食者，叫声与繁殖季和捕食行为相关。研究旨在揭示两种海豹叫声的时空规律及其与冰层动态的关系。

2 Methods

2.1 数据采集

使用第四代自主多通道录音机（AMAR G4）搭载M36-V35-900水听器，于2021年7月至2022年1月记录32 kHz采样率的音频。冰层变化通过NASA WorldView卫星影像监测。

2.2 数据处理

每小时手动分析8分钟录音，利用Raven Pro 1.6软件识别叫声。威德尔海豹叫声按元素（elements）计数，豹形海豹叫声依据固定序列分类。季节划分为繁殖前（冬季）、繁殖早期、繁殖晚期和繁殖后（夏季），光照周期分为黑夜、晨昏、白昼和黄昏。

2.3 统计分析

采用负二项分布的广义线性混合模型（GLMM）分析叫声频率的季节和昼夜差异。威德尔海豹冬季叫声频率显著高于其他季节（p< 2e-16），豹形海豹叫声在12月无昼夜差异（ANOVA; p= 0.9882）。

3 Results

威德尔海豹日均叫声数从冬季的1,500次降至夏季的零星检测，豹形海豹叫声则在12月爆发（最高77.2次/8分钟）。冬季威德尔海豹黄昏叫声最多（GLM; p= 0.01388），白昼最少（p< 0.026），而豹形海豹叫声与冰层消退同步。

4 Discussion

生态适应与叫声功能

威德尔海豹冬季高频叫声可能用于冰下导航和共享呼吸孔（breathing holes），繁殖季减少则因聚集于峡湾。豹形海豹叫声的时空动态反映其依赖开放水域捕食阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）的习性。

方法学启示

自主声学记录克服了极地观测的物理限制，但叫声检测受距离和背景噪声影响。未来需结合动物标记技术（tagging）进一步量化叫声产生率与行为关联。

气候变化关联

冰层消融直接改变海豹栖息地与捕食关系，本研究为极地生态系统的气候响应提供了声学生物指标。

（注：全文严格依据原文数据与结论，未添加非文献支持的推测或表述。）