2018年6月10日,在廣西欽州市三娘灣海域,一頭野生中華白海豚在自由嬉戲
珠江口的中華白海豚怎麼會遊到內河去,並且深入內河超過300公里呢?
王克雄
今年3月中旬,在廣西西江水域梧州段鴛江橋附近,人們發現一頭中華白海豚在溯河上行。淡水河流中突然出現一頭海豚,立刻吸引了當地漁政部門、媒體和市民的注意。
其實,中華白海豚從河口水域進入到內河的情況,廣東省每年都會有一兩起。中華白海豚生活在河口水域,全球最大的中華白海豚群體就分布在中國廣東珠江口水域,有2000多頭。這些進入內河的個體,絕大部分都無法重新回到珠江口,要麼被緊急捕撈起來救護,要麼留在內河多日後慢慢沉入河底。
珠江口的中華白海豚怎麼會遊到內河去,並且深入內河超過300公里呢?近年來,科研人員一直在著力探尋中華白海豚頻繁誤入內河的原因。
海豚也有老年性耳聾
海豚生活在水下,光線不足,視力的作用非常有限,但它的聲吶探測能力非常發達。早期,人們並不知道海豚具有聲吶探測能力,上世紀40年代中期,人們受到蝙蝠聲吶的啟發,推測生活在黑暗水下的海豚也具有聲吶能力。之後大量的觀察和研究先後證明,多種海豚具有聲吶探測能力。
發聲、受聲是一對孿生“兄弟”,既然能發聲,必定能聽得到聲音,否則物種的發聲功能在長期演化中會逐漸退化,甚至消失。海豚既能發出聲吶信號,毫無疑問也能接收聲吶信號。
盡管國內外學者針對瓶鼻海豚等常見種類海豚的聲吶開展了幾十年的研究,也取得了大量的研究成果,但是針對中華白海豚聲吶信號的係統研究卻是近十余年前才開始的。
已經建成通車的港珠澳大橋是一項舉世矚目的跨海工程,大橋像一條長龍從東向西橫跨珠江口水域,並且穿越了廣東珠江口中華白海豚國家級自然保護區核心區水域。在大橋設計和施工期間,基于保護珠江口水域中華白海豚的迫切需求,中國科學院水生生物研究所等單位啟動了中華白海豚生物聲學研究。
研究人員攜帶用于記錄中華白海豚聲吶信號的水聽器陣列等設備,乘船在海上尋找中華白海豚的身影。一旦發現中華白海豚群體出現,便立即將船開到它們正前方約300米的水域停船,快速布放和啟動水下錄音設備,一邊等待中華白海豚緩緩靠近,一邊記錄它們的聲吶信號。
中華白海豚無時無刻不發聲,所以這種“守株待兔”的錄音方式雖然耗時耗力,但長期的時間投入仍然換來了大量中華白海豚的聲吶信號。基于對野外中華白海豚聲吶信號的長期記錄和分析,研究人員發現,中華白海豚聲吶信號的平均峰值頻率約109千赫茲,持續時間約22微秒,屬于寬頻短持續時間聲吶信號,與其他小型齒鯨的聲吶信號相似。
在掌握了中華白海豚聲吶信號特徵的同時,研究人員還測量了兩頭中華白海豚的聽覺能力。一頭是誤入內河後被救護的老年個體,約40歲;另一頭是長期飼養在水池中的年輕個體,約13歲。
研究人員採用聽覺電生理技術分別測量了它們的聽覺能力,發現它們的聽閾曲線均呈“U”型,與其他海豚的聽閾曲線相似。但是,研究人員發現這兩頭中華白海豚的高敏感頻率范圍明顯不同,老年個體是8至64千赫茲,而年輕個體是20至120千赫茲,顯然前者的頻率范圍比後者低。此外,研究人員還發現,在高頻聽覺部分,比如32至76千赫茲,老年個體的聽覺閾值比年輕個體高出10至20分貝;在高于76千赫茲的聽覺部分,老年個體的聽覺閾值更是顯著高于年輕個體,甚至超過了50分貝。
研究人員據此得出結論,和年輕個體相比,老年海豚對聲音的反應更遲鈍,並且老年海豚的高頻聽覺截止頻率比年輕海豚低30至40千赫茲。這可能是老年海豚的一種自然特徵,即年齡越大,對高頻聲信號的聽覺能力越差。這種特徵並不是中華白海豚特有的,國外研究人員已先後發現瓶鼻海豚、偽虎鯨等也具有這種特徵,甚至人類也存在老年性耳聾現象。
水下越來越噪
由于水面的反射作用,人通常是聽不到水下的聲音的,但水下世界遠非如人們所感受到的那樣寂靜無聲。
在工業文明之前,海洋裏的聲音主要是自然聲音,包括海流、風浪以及魚蝦等生物的聲音,海豚的聲音和這些聲音合並在一起,構成了一場和諧的大合奏。但自工業革命以來,海洋裏的噪聲越來越強。船舶航運、資源勘探、基礎設施建設、軍事訓練等人類活動産生的噪聲越來越多,而生物的聲音卻因生物種群衰退和棲息地退化而減少。此外,氣候變化也正影響著水下的自然聲音。
不誇張地説,現在的海洋已經是一個異常嘈雜的水下世界。美國、日本、歐洲等國家和地區的許多科學家,正通過多種技術途徑繪制大尺度的海洋噪聲場景圖,以了解和分析噪聲的主要來源及其時空變化。
2007年8月在丹麥中部城市尼堡舉行的首屆“噪聲對水生生物的影響”國際會議,可以算是一個分水嶺事件。在此之前,已經有許多科學和專業會議專門討論這一主題,但尼堡會議的獨特之處是,它在考慮諸多水生物種的同時,特別關注噪聲的影響。
到目前為止,該會議已在不同的國家和地區舉行多次,形成了較為廣泛的社會影響力。在全球范圍內,人們開始認識到船舶噪聲和其他工業噪聲對水生生物的影響,以及通過技術和工程措施減緩不利影響的重要性和急迫性。近年來,國外已有較多報道涉及水下噪聲及它對海豚的影響、水下噪聲評價和控制標準,以及減緩噪聲影響的工程設計和管理制度等。
現有證據表明,人為引入的噪聲在多個層面影響海洋動物,影響它們的行為、生理,以及在極端情況下的生存。
國外研究人員曾經在新西蘭豪拉基灣海洋公園測量了船舶航運對水下噪聲的貢獻,結果表明,盡管該公園是一處大型且具有重要生態意義的海灣,但是各類航行船舶對水下噪聲的貢獻卻是非常明顯的。相對于海豚的最高聽覺閾值而言,5千赫茲以下的噪聲源級增加了約30分貝;在航運繁忙的內港,噪聲源級增加了約54分貝。
中國科學院水生生物研究所等單位的研究人員在珠江口等水域也開展了類似研究。在港珠澳大橋人工島施工期間,施工方使用了當時世界上最大的液壓振動錘,將直徑22米的鋼圓筒樁打入海床。施工期間,研究人員記錄和分析了打樁的水下噪聲,發現打樁噪聲能被3.5公里外的中華白海豚感受到,並有可能導致中華白海豚的聽覺被噪聲遮罩。此外,研究人員還在海上測量了高速船舶以不同速度航行時産生的水下噪聲,發現航行船舶能將水下背景噪聲提高5至47分貝,並且船舶速度越快,噪聲越強。這對中華白海豚的聲吶探測、聲通信,甚至生理方面,都有潛在的不利影響。
在開放的海洋環境中,大部分海豚能主動遠離和躲避水下噪聲,避免受到噪聲的嚴重影響和傷害。但當魚類資源不足,海豚覓食困難時,為了捕捉到足夠的魚類充饑,海豚往往無暇理會船舶噪聲造成的影響和風險。
研究人員在珠江口水域布置了多臺水下聲音記錄儀,長期連續記錄水下聲音,包括來自中華白海豚、發聲魚類蝦類的聲音和航行船舶的噪聲。通過這些聲音的記錄時間和記錄儀的位置資訊,可以獲得這些發聲動物之間、它們與航行船舶之間的時空關係,及其晝夜變化和周年變化。研究人員對這些長年累月記錄到的海量聲音數據進行梳理和分析後發現,中華白海豚的活動與船舶航行之間沒有直接的關係,而與魚類活動呈正相關。
研究人員指出,這一結果並不意味著中華白海豚的活動不受船舶噪聲影響,而是表明中華白海豚為了覓得足夠的食物,常常將自己置身于危險的船舶航行水域。也就是説,中華白海豚是被迫在強烈的船舶噪聲中捕食的,這無疑會增加被船舶撞擊的風險。
研究人員在野外拍攝到的中華白海豚和其他海豚的照片中,常常會看到一些個體或者身體被螺旋槳劃出一道道口子,或者背鰭被螺旋槳切掉一部分,甚至全部。幾年前,在香港水域曾發現一頭印太江豚,它的尾柄被船舶螺旋槳切掉了。
誤入內河多為老齡
研究人員目前發現,誤入內河的中華白海豚基本是老齡個體,並且是單個個體,極少有年輕個體或多頭個體同時誤入內河。海豚喜歡群居,通常幾頭或十幾頭甚至幾十頭生活在一起。這些誤入內河的海豚一方面可能因為年齡較大,行動較遲緩,在群體受到擾亂而分散時不能快速跟上群體而落單;另一方面是它們的聽力下降(老年性耳聾),在強烈的噪聲環境中難以聽見同伴的聲音,因與同伴失去聲音聯繫而落單。
此外,海豚誤入內河還與當時的河口水流量有關。當流量過大時,淡水進入河口的區域變大,老齡海豚難以及時遊出淡水區域,會在淡水區域停留較長時間捕食而誤入內河;當流量過小時,海水漲潮進入河流較遠,老齡海豚借助潮水誤入內河捕食,而當退潮時,水位下降,受水下障礙物影響,海豚不敢穿越水底障礙離開河流區域,並且為了捕食不得不一直溯河上行,導致離河口區域越來越遠。
(作者係中國科學院水生生物研究所研究員)
來源:2021年6月2日出版的《環球》雜志 第11期
《環球》雜志授權使用,其他媒體如需轉載,請與本刊聯繫
本期更多文章敬請關注《環球》雜志微博、微信客戶端:“環球雜志”
|