船舶扰动对港湾鼠海豚（Phocoena phocoena vomerina）回声定位行为的影响及其保护策略研究

本综述系统探讨了船舶活动对太平洋港湾鼠海豚（Phocoena phocoena vomerina）回声定位行为的干扰效应。通过被动声学监测（PAM）和自动识别系统（AIS）数据，研究发现船舶数量、类型（特别是拖船和客运船）及航速（>6 m/s）显著降低鼠海豚觅食（ICI<10 ms）和非觅食回声定位活动。研究建议实施船舶限速（~5 m/s）以减少声学干扰，为保护高代谢需求的濒危物种提供科学依据，对制定海洋噪声管理策略具有重要意义。

　　

引言

船舶扰动作为全球海岸带鲸类种群面临的主要人为威胁之一，其产生的噪声污染对齿鲸类动物行为产生多维度影响。太平洋港湾鼠海豚（Phocoena phocoena vomerina）作为加拿大《物种风险评估法案》（SARA）认定的"特别关注"物种，其栖息地与北美增长最快的鲁珀特王子港集装箱港口高度重叠。该物种具有高代谢率特征，需持续摄入太平洋鲱（Clupea pallasi）和太平洋鳕（Merluccius productus）等小型群游鱼类维持能量需求，其高频回声定位系统（120-140 kHz）对船舶中高频噪声成分尤为敏感。

材料与方法

研究在加拿大不列颠哥伦比亚省查塔姆湾设立2 km2研究区域，通过交替部署C-POD（2016-2018年）和F-POD（2020-2022年）声学监测设备，在18-25米水深处采集鼠海豚回声定位信号。采用KERNO分类器提取窄带高频（NBHF）点击序列，依据点击间隔（ICI）区分为觅食行为（ICI<10 ms）和非觅食行为（ICI=10-250 ms）。船舶数据通过海洋网络加拿大（ONC）提供的AIS数据解码获取，结合31次陆基观测调查，分析1 km半径内船舶类型（货船、渔船、拖船、客运船等）和航速分类（慢速<2.5 m/s；中速2.5-6 m/s；快速>6 m/s）的干扰效应。

结果

广义加性模型（GAM）分析显示：

1. 1.

   船舶总量增加导致觅食和非觅食回声定位活动显著降低（模型解释率分别为22.6%和16.4%）

2. 2.

   拖船存在使觅食点击检测阳性分钟数（DPM）降低37.2%，非觅食DPM降低28.5%

3. 3.

   客运船主要影响非觅食通讯行为，使DPM降低19.3%

4. 4.

   中速（≥2.5且≤6 m/s）和快速（>6 m/s）船舶使觅食成功率下降42.1%

5. 5.

   月相和昼夜节律是主要影响因子，5月觅食活动达峰值（平均48.7 DPM/小时），夜间（00:00-05:00）活动强度比日间高3.2倍

讨论

研究证实船舶噪声通过声掩蔽效应和行为干扰双重机制影响鼠海豚生态功能。拖船作为主导噪声源，其推进系统产生的中高频成分（1-10 kHz）与鼠海豚声通讯频段重叠，导致觅食中断和社群交流受阻。尽管存在栖息地忠诚现象（如萨利希海种群），但慢性噪声暴露可能引发代谢应激和繁殖成功率下降。与波罗的海种群对比研究显示，查塔姆湾鼠海豚对船舶干扰的耐受阈值更低，可能与本地猎物资源特性和水文特征有关。

结论与建议

研究提出三重保护策略：

1. 1.

   实施船舶限速措施（5.5 m/s），预计可降低22%声学足迹

2. 2.

   推广船舶静音技术（电力推进系统、先进螺旋桨设计）

3. 3.

   建立港口生态认证体系

   这些措施不仅惠及鼠海豚种群，同时有助于保护共域分布的濒危南方居留型虎鲸（Orcinus orca）和座头鲸（Megaptera novaeangliae）。未来研究需结合声学暴露模型（PTS/TTS阈值）和个体能量预算分析，量化噪声干扰对种群水平的长期影响。