所长信箱   |    信息公开   |    内部办公   |   ARP   |   图书馆   |    中国科学院   |   网站地图
深海科学与工程研究所
当前位置:首页 > 研究进展 > 2022
2022

我国科研人员揭示南海是抹香鲸的繁育场?

文章来源:中科院深海所海洋哺乳动物研究团队  |  发布时间:2022-05-17  |  【打印】 【关闭

  

  近日,中科院深海所海洋哺乳动物研究团队(以下简称“深海所研究团队”)深海研究领域著名期刊Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers发表为“Sperm whales (Physeter macrocephalus) in the northern South China Sea: Evidence of a nursing ground?”学术论文。近年来,深海所研究团队连续在南海开展了多个深潜/远海鲸类科考航次,在航次执行的不同季节(3-8月份)都能南海考察海域(中部和北部)目击到抹香鲸群体,包括含有母子对、亚成年个体的育幼群体。这一重要发现揭示南海相关海域极有可能是抹香鲸重要的繁育场。考虑到抹香鲸育幼群体通常不会进行大范围的移动/迁徙,科研人员认为南海存在稳定的抹香鲸定居种群。这是我国海洋哺乳动物研究领域首次在深海专业期刊发表研究论文,标志着我国海洋哺乳动物研究已进入“深海时代”。 

 

1. 南海海域的抹香鲸(图片来源:深海所研究团队;拍摄者:刘明明) 

    

  一、神奇的抹香鲸 

  抹香鲸是最大的齿鲸。一头初生幼鲸的体重可达500至1000公斤,体长可达3.54.5米。成年个体更是重达数十吨,雄性一般3555吨,雌性一般1020吨。成年个体的体长可达十几米,雄性1416米,雌性10.512米。据国际捕鲸委员会统计,最大曾有体长达20米且体重达6070吨的雄性个体记录。 

  抹香鲸虽为齿鲸,却拥有类似须鲸的庞大身躯。一般认为身躯越大的物种越倾向摄食低营养级的生物,以降低食物链传递过程中的能量损耗。这能解释为什么多数身躯庞大的恐龙都为素食主义者,而蓝鲸和大翅鲸等地球最大型动物滤食最小型的浮游动植物现象。然而,抹香鲸却是一个例外,支撑起它们近20米身躯的并非浮游生物等低营养级生物,而是同为捕食者的深海头足类动物。这一奇特现象引起演化生物学家的好奇,让人遗憾的是其演化驱动力迄今尚不明了。 

 

2. 抹香鲸雌雄个体的体型差别(图片来源于书籍:Marine Mammals of the World 

    

  抹香鲸生活水域的深度通常在500乃至1000米以深,其生活习性非常独特,具有典型的性别差异。抹香鲸一般会形成两种群体,一种是育幼群体,另一种是雄性群体。育幼群体是指雌性个体与幼鲸、亚成体组成几头至十几头的群体,无长距离迁徙/移动,活动范围不大,常在方圆几百公里且一般不超过2000公里的小范围活动。在母系主导的育幼群里,年轻雄性个体会在10岁左右陆续离开它们出生时所在的群体,汇聚成一个具有高度流动性的雄性单身汉群体,也有少数雄性个体不集群单独活动。在成年之后,雄性抹香鲸不仅要到处寻找食物资源,还要在其它母系群之中寻找雌性求偶。为了获取食物,有些雄性甚至远渡重洋,从热带海域前往不结冰的极地地区获取食物。因此,相比于育幼群体,成年的雄性抹香鲸会进行长距离的移动,移动范围可达数千至上万公里。 

  抹香鲸之所以得此名,是因为其肠道可以形成的一种叫“龙涎香”的分泌物。但是,并不是每一头抹香鲸都能形成龙涎香,只有少数抹香鲸因为机缘巧合才有可能形成这种具有特殊香味的分泌物。龙涎香在我国古代是极其珍贵的药材和香料,最早记载可追溯至汉代。龙涎香常与黄金等价,因其稀少罕见而常被作为朝贡御用之物。在西方,龙涎香也被称为“灰琥珀”,常作为香水定香剂用于制作高级香水。 

  在海上观察时,抹香鲸是最具标志性辨识特征的大型鲸类之一,它们那箱形的脑袋在大型鲸类里非常具有辨识度。抹香鲸只有一个呼吸孔,长在头部前端的左侧,因此喷出的气柱通常左斜呈45度,而其它大型鲸类如蓝鲸、大翅鲸的喷气柱则通常竖直朝上。抹香鲸是最著名的深潜鲸类之一,它们经常下潜至400900米的深度觅食,已知的最大深潜记录超过2000米。抹香鲸的深潜能力令人惊叹,其超凡的深潜调节机制远超过人类目前大多数先进的深潜器。在相当长的一段时间里,抹香鲸一直被认为是下潜深度最深(超过2000米)、下潜时间最长(水下闭气长达2个小时以上)的海洋哺乳动物,直至近几年有关柯氏喙鲸的研究数据刷新了记录(下潜深度近3000米,水下闭气超过4个小时)。 

 

3. 抹香鲸的气柱(图片来源:深海所研究团队;拍摄者:林文治) 

    

  二、南海是否有抹香鲸群体? 

  抹香鲸是全球分布最广泛的鲸类物种之一,从不结冰的极区到赤道都有出没记录。在捕鲸时代,抹香鲸曾经是重要的捕鲸对象之一,为人类提供了大量的鲸肉、油脂及龙涎香等。在美国人汤森德1935出版的世界捕鲸地图里,标注了全球1761至1920年间对抹香鲸的捕猎情况,但并未给出我国海域的相关信息。1920至1950年期间日本人曾频繁在我国从事捕鲸业,在台湾附近水域留下了一些捕鲸记录抹香鲸和须鲸曾是主要的捕猎对象新中国成立后由于缺乏科学调查和研究,我国抹香鲸科学信息依然非常稀缺。近几十年以来我国沿海从南到北均有零星的抹香鲸搁浅误捕事件。在南海,1993年6月海南琼海曾搁浅1头抹香鲸个体,2001年广西北海渔民在琼州海峡拖回1头死亡成年个体(18.4米),2003年7月香港曾搁浅1头亚成年个体(8.7米),2017年3月广东大亚湾曾搁浅一头雌性怀孕个体(10.8米)台湾沿岸1958年至2004年共计搁浅10余头。尽管如此这些碎片信息只能说明抹香鲸偶然会在南海出现,并不足以证明我国海域现在还拥有定居型的抹香鲸群体 

 

4. 全球1761至1920年间对抹香鲸的捕猎图Townsend, C.H. 

5. 我国海域抹香鲸的潜在分布及搁浅/捕获地点(图片来源:王丕烈《中国鲸类》) 

    

  三、南海抹香鲸繁育场证据 

  近年来,深海所研究团队在海南岛以南的南海海域开展了多个深潜/远海鲸类调查航次,共计观察到100多群鲸豚动物,其中包含9群抹香鲸(平均集群规模为5头个体)。特别需要指出的是,在这9群抹香鲸里,科研人员记录到了7群育幼群体,每群包含幼年/亚成年个体1至2头。通过辨识和对比所拍摄照片里抹香鲸的身体特征(如背鳍/尾鳍形状、纹路、隆起、伤疤等),共计识别了22头成年个体。 

  上述结果表明,南海的深海海域存在抹香鲸繁殖育幼群体,而且这些抹香鲸很有可能定居在南海。南海拥有丰富的头足类资源,抹香鲸群体极有可能也将南海相关海域作为其捕食场。未来,深海所研究团队将进一步扩大调查覆盖区域,积累观察数据,并采用被动声学监测、分子遗传标记等技术手段揭示更多关于南海抹香鲸的“未解之谜”,如南海抹香鲸的时空分布特征?不同区域之间是否存在季节性移动规律?南海抹香鲸与毗邻海域的抹香鲸是否存在个体交流?其遗传多样性如何? 

 

图6. 南海海域目前所识别的22抹香鲸个体(图片来源:深海所研究团队;拍摄者:林文治/林明利/刘明明) 

 

7. 南海抹香鲸母子在水下的温馨画面(图片来源:深海所研究团队和新华社海南分社;拍摄者:林文治/刘明明/张丽芸) 

 

8. 南海深潜/远海鲸类科考航次合影(图片来源:深海所研究团队) 

    

  四、鲸豚混游为哪般? 

  值得一提的是,科考队员们曾多次观察到抹香鲸和其它鲸类(弗氏海豚)混游的奇特现象。在蔚蓝的海面上,几头海洋巨兽抹香鲸(体长十几米,体重几十吨)被数十头小迷弟弗氏海豚(2至3米长,体重仅几百公斤)所环绕追随,抹香鲸高达数米的喷气柱与弗氏海豚快速游动激起的浪花形成强烈的视觉反差。这种奇妙的场景立马引发了科考队员的热烈讨论,有人认为“蹭吃假说”可以解释这种现象,因为弗氏海豚跟着抹香鲸有可能不劳而获,捡吃漏网之鱼,毕竟抹香鲸食量惊人,饱餐之后所剩残羹也够一群海豚大快朵颐。也有人认为这种混游现象是弗氏海豚的一种社会寄生、寻求庇护的行为,即弗氏海豚对抹香鲸有某种“小弟崇拜大哥”的依附感,通过追随抹香鲸以获得庇护、躲避天敌。接下来,科研人员将对相关科考数据进行分析,开展社会行为学研究,对解释鲸豚混游现象的不同猜想进行验证。 

 

9. 南海抹香鲸与弗氏海豚形成的“鲸豚混游”现象(图片来源:深海所研究团队;拍摄者:刘明明) 

    

  五、抹香鲸搁浅之谜 

  今年4月19日,浙江象山搁浅了1头长达19.5米的雄性抹香鲸个体,该个体的体型接近雄性抹香鲸的上限,相关的救援行动引起了公众的热烈讨论和关注。鲸类搁浅,即死亡或活体的鲸类被冲至岸边或浅水处,是一种全球性的生物学现象。虽然科学家们尝试用各种假说解释鲸类搁浅的原因和机理,但在具体的案例之中,人们往往很难确认原因。对于死亡个体而言,其搁浅通常受海洋学要素的影响,鲸类如果死亡且胀气漂浮,在海流及潮汐的作用下,有可能漂至岸边搁浅。活体鲸类搁浅的原因则十分复杂、众说纷纭,有可能是鲸类动物本身的内在因素导致搁浅,也有可能是环境因素/人为活动导致搁浅。目前主要的假说包括“捕食迷航假说”、“返祖假说”、“领头羊假说”、“噪声影响假说”、“声呐失灵假说”、“地磁异常假说”、“气候异常假说”、“海洋污染毒害假说”、“疾病假说”及“自杀假说”等。 

 

10. 浙江象山搁浅的雄性抹香鲸(图片来源:人民视觉) 

    

  虽然鲸类搁浅原因难以确定,但搁浅个体尤其是活体搁浅动物一般来自临近水域。在充分地了解抹香鲸的生活习性及性别差异之后,科研人员尝试将抹香鲸的搁浅地点与其生活区域之间建立联系。若一个地区经常有抹香鲸搁浅记录,那说明这种鲸类日常栖息出没的生存环境可能就在附近。我国抹香鲸搁浅事件频发,据不完全统计,至少包括海南(2次)、广东(3次)、香港(1次)、台湾(9次)、福建(3次)、浙江(2次)、江苏(3次)、山东(4次)及辽宁(2次),且大多是在近30年内的记录,其中不乏活体搁浅事件。台湾是我国抹香鲸搁浅最多的省份,而台湾东部确实经常有抹香鲸光顾,且每年夏季在花莲会形成赏鲸旺季,抹香鲸是重要的海上观鲸对象之一。 

  近日搁浅于浙江象山的抹香鲸,很有可能来自东海附近的深海海域。考虑到雄性的远距离移动能力很强,且该个体非常雄壮,它也可能来自更遥远的其它深海海域。搁浅于海南、广东及香港的抹香鲸,则很有可能来自南海抹香鲸繁育场。因为它们主要是雌性个体、怀孕个体及幼年个体,而且从地理位置上看,它们的搁浅位置距离南海抹香鲸的繁育场并不远。在黄渤海,搁浅抹香鲸大多为雄性个体,说明这些个体很可能是由于迁移过程中迷路进入了浅海。虽然雄性抹香鲸移动能力很强,但是黄渤海的大陆架很宽,动物一旦迷失方向进入浅海海湾,既无法在浅海获得食物资源,也非常难以返回500米以深的深海,因此搁浅个体大多很难存活。 

    

  六、为什么要保护抹香鲸? 

  抹香鲸的活动范围大,对生存环境的要求较高,是海洋环境健康程度的“指示动物”。此外,抹香鲸处于海洋食物链顶端,对它们的保护将有助于保护其它海洋珍稀物种,因此也是海洋生态系统的“伞护动物”。同时,抹香鲸外表可爱,踪迹神秘,是广受人民群众喜爱的动物,具有特别的号召力和吸引力,是保护海洋生态系统的“旗舰动物”。对以抹香鲸为代表的鲸类动物加以保护,可有效带动对其它受到威胁物种以及相关自然生态系统的保护,促进公众对海洋动物保护的关注。 

  抹香鲸食量惊人,为了支撑庞大身体机能运转,一头抹香鲸每天需进食约为其体重3%的食物。二十世纪八十年代以前,抹香鲸曾经历全球捕鲸活动的大规模捕捞。在大规模捕鲸之前,抹香鲸的全球数量估计超过110万头,但目前现存可能低于36万头。据粗略估计,抹香鲸每年从海洋所摄食的总生物量与全球海洋渔业捕获总量大体相同。但是,幸运的是抹香鲸所捕食的食物资源与现代人类的渔业捕捞目标渔获物有较大区别。抹香鲸喜食深海头足类、底栖鱼类。这些渔业资源目前还不是人类渔业捕捞的主要对象,因此抹香鲸的食物资源和生存在一定程度上仍然得以保障,正在经历一个缓慢的种群恢复期。 

  抹香鲸等深潜鲸类动物是海洋营养物质垂向和横向交换过程中的“鲸鱼传送带”,对底层和表层海洋生态系统的能量传递和物质循环起着至关重要的作用。它们在深海捕食头足类或底栖鱼类,回到表层后其排泄物是浮游生物重要的饵料。此外,死亡的鲸类一旦沉入海底形成鲸落生态系统,可能在营养贫瘠的深海海域成为“沙漠中的绿洲”。在海洋碳汇过程中,鲸类动物可作为碳氧交换的“鲸碳泵”。地球上所有的生物都是以碳基组成,生物的体型越大,寿命越长,储存的生物碳量越多。鲸类动物普遍体型较大,寿命较长,因此成为海洋生物碳的重要储存器。抹香鲸等大型鲸类更是体重可达数十吨,自然寿命超过70岁。每头抹香鲸一生可储存数十吨碳,是二氧化碳的重要储存库,对于调节全球气候变化和碳循环起着关键作用,具有不可替代的生态价值。 

 

11. 鲸碳泵示意图(图片来自网络) 

    

  、如何保护抹香鲸? 

  由于气候变化和人类活动,全球所有鲸类动物都受到了不同程度的不利影响,很多物种面临严峻的生存威胁,甚至濒临灭绝。所有鲸类动物都已被列入CITES公约附录,而且在我国全部被列为国家级保护动物。其中,抹香鲸被列为CITES附录I物种,被IUCN评估为“Vulnerable易危”物种,是我国国家一级保护动物。相关研究表明,全球范围内抹香鲸所面临的主要生存威胁是渔业活动(网具伤害、缠绕等)、海洋污染(误食塑料垃圾,噪声干扰)及船舶撞击等。然而,具体到我国海域抹香鲸的生存威胁,科研人员所掌握的信息还非常有限。一方面,迫切需要更多的专项研究和调查,以评估生存和出没于我国海域的抹香鲸所遭受的生存威胁;另一方面,建议应当进一步控制和减少我国领海及专属经济区的渔业捕捞活动,尤其应当减少对低经济价值渔业资源的过度捕捞,为抹香鲸等特色海洋生物和濒危保护动物保留必要的食物资源。 

  针对科研人员在南海所获得关于抹香鲸繁育场的初步结论,再结合抹香鲸的生物学、生态学和行为学习性,迫切需要开拓新的方式去保护这一神秘物种。在海洋哺乳动物保护方面,我国以往的保护经验主要集中于近岸及淡水物种,如中华白海豚、长江江豚及斑海豹等。这些物种的栖息范围通常比较局限,或者有相对固定的栖息场所。与之相比,抹香鲸的活动范围极大,且生活于远离近岸区的深海海域,这给抹香鲸的研究和保护带来了极大挑战。目前,科研人员尚不能确定南海抹香鲸的时空分布特征,也不清楚黄渤海和东海搁浅抹香鲸来自何方。面对这些科学资料和保护信息匮乏的现状,要保护好我国海域的抹香鲸,需要大力支持科研人员开展大量基础调查和研究工作。通过在抹香鲸可能栖息生活的深海海域,大量开展系统、全面的科学调查,以获得第一手的资料和信息,从而为有效保护抹香鲸提供科学支撑和依据。 

  自上世纪90年代以来,我国水生野生动物保护主要采用了自然保护区体制,该体制适用于近岸和淡水环境的珍稀濒危动物保护,也确实为近岸和淡水鲸豚保护提供了强有力的保障。然而,传统的自然保护区体制无法满足保护抹香鲸及其偌大生境面积的需求。近年来,国家层面对深远海区域及其资源的保护和开发利用日益重视,若能以保护“旗舰动物”抹香鲸等深潜鲸类为切入点,可以为保护我国海域的深海生物资源和深远海生态系统提供抓手。在此,我们强烈呼吁在南海抹香鲸繁育场附近海域推动海洋国家公园建设,将特殊海洋生境及特色海洋动物如抹香鲸的保护目标,积极纳入到国家公园体制的发展建设之中。一旦能在南海形成示范,不仅可以保护我国深远海的特色海洋生物资源(如鲸豚、海龟、珊瑚、鱼类等)和生态系统,还能够彰显我国为保护海洋生物资源和海洋生态环境所做的巨大努力,从而树立符合人类福祉的、积极的、正面的国际形象,为我国在国际多边场合维护南海权益提供话语权。 

    

    

  原文链接:Mingming Liu, Wenzhi Lin, Mingli Lin, Francesco Caruso, Massimiliano Rosso, Peijun Zhang, Lijun Dong, Liang Dai, and Songhai Li. (2022). Sperm whales (Physeter macrocephalus) in the northern South China Sea: Evidence of a nursing ground? Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 184, 103767. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2022.103767 

  参考文献: 

  [1] Mingming Liu, Mingli Lin, and Songhai Li. (2022). Species diversity and spatiotemporal patterns based on cetacean stranding records in China, 1950–2018. Science of The Total Environment, 153651. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153651 

  [2] Mingli Lin, Mingming Liu, Francesco Caruso, Massimiliano Rosso, Xiaoming Tang, Lijun Dong, Wenzhi Lin, Anna Borroni, Alessandro Bocconcelli, Liang Dai, and Songhai Li. (2021). A pioneering survey of deep-diving and off-shore cetaceans in the northern South China Sea. Integrative Zoology, 16 (4), 440–450. https://doi.org/10.1111/1749-4877.12508 

  [3] 王丕烈. (2012).中国鲸类,化学工业出版社,北京。 

  [4] Townsend Charles Haskins. (1935). The distribution of certain whales as shown by logbook records of American whaleships. Zoologica, 19, 1–50. 

  [5] Zhu Q., Yamada, T.K., and Wang, P., 2004. Biodiversity and conservation of cetaceans in China. National Science Museum Monographs. 24, pp. 287–292. 

  [6] Cordes, D.O., 1982. The causes of whale strandings. New Zealand Veterinary Journal, 30 (3), 21–24. https://doi.org/10.1080/00480169.1982.34865 

  [7] Whitehead, H., 2018. Sperm whale: Physeter macrocephalus. In: Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press, pp. 919–925. 

  [8] Jefferson, T.A., Webber, M.A., and Pitman, R.L. (2015). Marine Mammals of the World: A Comprehensive Guide to Their Identification. Elsevier. 

  [9] Moore, S.E., 2008. Marine mammals as ecosystem sentinels. Journal of Mammalogy. 89 (3), 534–540. https://doi.org/10.1644/07-MAMM-S-312R1.1 

Copyright©中国科学院深海科学与工程研究所 备案证号:琼ICP备13001552号-1   琼公网安备 46020102000014号
地址: 三亚市鹿回头路28号 邮编:572000 网站维护:深海所办公室   邮箱:office@idsse.ac.cn