利用无人机技术揭示设得兰群岛港湾鼠海豚非典型群体规模与性行为的首次记录

《Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom》:Unmanned aerial vehicle footage of sexual interactions and atypical group sizes within harbour porpoises (Phocoena phocoena ) around archipelago of Shetland, UK: UAV Clips of Porpoise Behaviours and Group Size

【字体: 时间:2026年01月31日 来源:Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom 0.9

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  本研究针对港湾鼠海豚(Phocoena phocoena)因高度活动性、体型小且难以观察而导致的社会行为数据匮乏问题,研究人员通过无人机(UAV)技术在设得兰群岛沿海海域系统收集并分析了77段有效视频片段。研究发现该区域存在中型(5-9只)、大型(10-19只)和聚集(≥20只)等非典型群体规模,并首次记录到包括交配尝试和性展示在内的23次性接近行为。这项发表于《Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom》的研究为重要海洋哺乳动物区域(IMMA)的保护管理提供了关键行为生态学证据,凸显无人机技术在破解隐秘海洋哺乳动物行为研究中的革新价值。

  
在广袤的海洋中,栖息着地球上最神秘的生物之一——港湾鼠海豚(Phocoena phocoena)。作为欧洲大西洋水域数量最多的小型鲸类,它们却因高度活动性、体型娇小和行踪隐秘的特性,成为海洋哺乳动物研究中最难捉摸的对象之一。传统观测方法难以捕捉其短暂的海面活动,特别是社会交往和繁殖行为等关键生命活动,一直笼罩在迷雾之中。更令人困惑的是,这种通常独居或结成2-3只小群的物种,近年来在全球多个海域频频出现大规模聚集现象,有时甚至超过百只。这些非常规群体行为背后隐藏着怎样的生态密码?它们是否在从事人类尚未知晓的重要社会活动?
为了解开这些谜团,一支国际研究团队将目光投向了英国最北端的设得兰群岛。这片刚刚被认定为重要海洋哺乳动物区域(IMMA)的海域,不仅是港湾鼠海豚的重要栖息地,还曾多次记录到超大规模群体聚集的现象。然而,由于缺乏系统观测,科学家对这些行为的发生规律和生态意义知之甚少。正是这一知识空白,促使研究人员开展了一项创新性研究,利用无人机(UAV)技术从空中视角揭秘港湾鼠海豚的群体行为奥秘。
研究人员采用DJI Mavic 2 Pro、Mavic 3 Cine和Mini 3 Pro等无人机型号,在2019至2023年间于设得兰群岛的四个海湾(古尔伯威克湾、南内斯汀湾、穆萨海峡和昆代尔湾)进行了系统观测。所有飞行均保持在距海面至少20米高度,严格遵守动物伦理规范。通过对125段视频片段的筛选,最终77段包含港湾鼠海豚的有效视频(总计79分钟5秒)被纳入分析。研究团队建立了严格的群体规模分类标准:小群(2-4只)、中群(5-9只)、大群(10-19只)和聚集(≥20只),并采用Keener等人建立的性行为分类体系,将性接近行为划分为展示行为(雄性未达到交配距离)和交配尝试(雄性可接触雌性)两类。
群体规模分析
研究发现打破了人们对港湾鼠海豚社会结构的传统认知。在设得兰群岛沿海,不仅观测到典型的小规模群体,还频繁记录到中群、大群乃至超过20只的聚集现象。特别值得注意的是,平均群体规模达到7只,远高于常规认知的2-3只。最令人惊叹的是,研究团队两次在南内斯汀湾记录到26只的大型聚集,这是该区域有史以来最详细的群体规模量化数据。时序分析显示,非典型群体规模并非偶然现象:中群出现在4个观测月份(2月、3月、9月、10月),大群出现在3个月份(2月、3月、11月),而超过20只的聚集也出现在2月和3月。这一模式提示,设得兰群岛沿海海湾可能具有特殊的生态功能,支持着港湾鼠海豚的大规模社会聚集。
性接近行为
通过无人机的高空视角,研究首次系统记录了港湾鼠海豚在设得兰海域的性行为表现。在13段视频中共识别出23次性接近行为,包括15次性展示和8次交配尝试。这些行为分布在2月、3月、9月和10月四个月份,表明繁殖相关活动并不局限于传统认为的夏季高峰期。有趣的是,研究人员观察到同一个体会在短时间内进行多次连续求偶(9次行为属于此类序列活动),展现了复杂的性行为模式。尽管由于视频清晰度和角度限制,部分行为的细节(如阴茎是否外露、精确距离等)难以完全确认,但通过明显的身体翻滚、高速接近和溅水等高能动作,能够可靠识别其性行为本质。这些发现与北半球其他海域的记录相一致,验证了性行为分类系统的跨区域适用性。
讨论与意义
该研究通过无人机技术突破了传统观测方法的局限,为理解港湾鼠海豚的社会生态提供了全新视角。非典型群体规模的频繁出现,挑战了该物种主要以独居或小群活动的传统观点。特别是2月份在南内斯汀湾同时记录到最大群体规模和最多性行为现象,暗示某些海湾可能在特定季节具有重要的社会功能。这些聚集事件可能为个体提供了独特的社会化和繁殖机会,正如其他研究中观察到的那样,大规模群体中性行为发生率往往更高。
从保护视角来看,这些发现具有重要管理意义。设得兰群岛和费尔岛海域虽已被划为重要海洋哺乳动物区域,但尚未建立具体保护措施。本研究证实该区域不仅是港湾鼠海豚的重要栖息地,还是其进行关键社会活动和繁殖行为的重要场所。特别值得注意的是,沿海水域正是人类活动最密集的区域,港湾鼠海豚在此聚集意味着更高的生存风险。研究人员强调,理解这些聚集行为的发生规律和驱动机制(如与沙鳗渔场的空间关联、虎鲸捕食压力等),对制定针对性保护策略至关重要。
无人机技术在此研究中展现了其在海洋哺乳动物行为研究中的独特价值:不仅提供了更准确的群体规模估算,还捕捉到传统方法难以观察的水下和近水面行为。然而,研究也揭示了该技术的局限性,如视野范围限制、个体跟踪难度以及群体融合-分裂动态带来的计数挑战。未来随着无人机技术和分析方法的进步,结合更系统的时空采样,将能更深入揭示港湾鼠海豚复杂的社会结构
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