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东亚江豚（Neophocaena asiaeorientalis sunameri）隶属于鲸目（Cetacea）、齿鲸亚目（Odontoceti）、鼠海豚科（Phocoenidae）、江豚属（Neophocaena），是窄脊江豚（Neophocaena asiaeorientalis）种下的海水亚种，是一种典型沿岸分布的小型齿鲸，主要分布于太平洋西海岸的温带水域，即南起台湾海峡北至韩国和日本中部[1]。在当前全球沿海生态系统遭受人类活动干扰的情况下，东亚江豚的生存也面临严峻的威胁。国际自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature, IUCN）将东亚江豚列为濒危级动物，《国家重点保护野生动物名录》将东亚江豚列为国家二级保护野生动物。
在整个东亚江豚分布区，人类对东亚江豚分布及集群特征研究均不足，尤其是国内，对其研究非常有限[2]。这主要是因为江豚体形小、出水快、缺少背鳍，且难以靠近，导致野外目视观察困难。江豚主要依赖频繁发出的声呐信号完成水下的一系列生命活动，诸如导航、通信、交流等[3]。基于上述特征，被动声学监测技术已成为江豚生态研究的主流方法[4]，并在长江江豚（Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis）的研究中被广泛应用[5-11]。在走船调查中，拖曳式声学调查的长江江豚探测率是同步开展的目视观察的近两倍；在定点调查中，定点式声学调查的长江江豚探测率是同步开展的目视观察的近七倍[4,12]。近年来，被动声学监测技术已经开始应用于东亚江豚，并取得了一些成果，证明了这一技术在东亚江豚上应用的可行性[13-14]。
庙岛群岛，也称长山列岛，由位于渤海与黄海之间的32座大小岛屿组成，为典型的亚热带海洋性气候。在历史上，庙岛群岛水域一直是东亚江豚的热点分布区[15]。然而近几十年来，人类的经济发展对海洋环境产生了一定的影响，庙岛群岛海域的生态环境和渔业资源遭受严重损害[16]。东亚江豚作为庙岛群岛海域生态系统中的顶级捕食者以及海洋生态系统健康的重要指示物种，其生存现状如何？是否已经受到严重的人类活动干扰？目前，该方面的研究尚未深入开展。
基于上述原因，本研究采用被动声学监测技术对夏季庙岛群岛海域东亚江豚的分布及集群特征进行探索，以期为该水域东亚江豚保护措施的制定提供科学依据。
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2022年7月，在庙岛群岛海域开展了一个航次的被动声学调查（包括拖曳式与定点式），调查范围为37°44.997ʹN－38°30.003ʹN，120°21.360ʹE－121°10.379ʹE（图1）。
图 1 调查区域地图
Figure 1. Map of the study area
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为了均匀覆盖调查区域，拖曳调查截线设计为间隔10 km的南北向线路。拖曳调查使用的声学仪器为A-tag微型立体声学脉冲事件记录仪（ML200-AS8，Marine Micro Technology，Saitama，Japan）。该仪器由中央处理器、两个间隔17 cm的水听器、一个带通滤波器（55～235 kHz）、一个前置放大器（+60 dB增益）以及一个8 Gbit的存储卡等部件组成。与常见的水下自容式录音设备不同，A-tag不记录原始的声音信号，只记录声学事件信息，包括脉冲信号到达两个水听器的声源级（sound pressure level，SPL）与时间差（time difference，TD），以及脉冲间隔（inter-click interval，ICI）。调查时，调查船（约24 m，220马力）后拖曳一条拖绳（100 m），拖绳上固定若干泡沫，拖绳尾端固定一个A-tag，A-tag前方固定一个金属棒（重约1 kg），船速控制在10～12 km/h，这样可以保证A-tag既能下沉到水面下约1 m的深度，又不会触碰海底。
定点调查在夜间或避风期间开展，使用的声学仪器为SoundTrap自容式声学记录仪（300HF，Ocean Instruments，New Zealand）。该仪器内置一个水听器（频率响应范围为20 Hz至150 kHz ±3 dB，灵敏度为−203 dB re 1 V/μPa）、前置放大器以及录音装置。调查时，船只发动机等可能产生噪声的仪器均关闭，将一个SoundTrap声学记录仪使用绳索固定，并在绳索末端固定一个重约7 kg的铅坠，使声学记录仪垂直悬挂在水下约2.5 m深度。仪器工作模式设置为连续记录，高增益，采样率为576 kHz。
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A-tag产生的数据，在一套基于Igor Pro 5.01（Wave Metrics，Lake Oswego，OR，USA）软件平台编写的程序中进行分析。江豚发出的脉冲串通常包含5个至上百个脉冲，且声压强度和脉冲间隔为均匀变化。而噪声的声压强度和脉冲间隔是随机变化的。由于调查船的行驶速度高于江豚的游泳速度，故动物都是从船头移动到船尾，江豚发出的脉冲信号到达两个水听器的时间差也会从正值变化到负值，在Igor分析窗口中就会呈现出一条从正值到负值的时间差轨迹，轨迹的数量就是经过调查船的动物的声学探测数量（图2）。时间差轨迹的每一个交叉零点的时间为动物的声学探测时间。江豚的声学探测时间在与GPS仪器上时间匹配后就可以得到江豚发现位点。若两头动物的探测时间间隔在120 s内，则定义为一个群体[4]。
图 2 A-tag微型立体声学脉冲事件记录仪记录到的一个东亚江豚声学事件
Figure 2. An East Asian finless porpoise acoustic event recorded by the A-tag data logger
SoundTrap产生的数据，在Raven Pro 1.6（Cornell Laboratory of ornithology，Ithaca，NY，USA）软件中进行分析。采用人工肉眼判断的方式确认东亚江豚声信号出现的时间（图3，5 s汉宁窗，2048点快速傅立叶变换，50%重叠，0～288 kHz），程兆龙等[14]对判断方式进行了描述。本文中，当上一个东亚江豚脉冲串的结束时间与下一个脉冲串的起始时间大于5 min时，定义其为一个东亚江豚声学目击。
图 3 东亚江豚回声定位信号脉冲串
Figure 3. An echolocation click train of the East Asian finless porpoise
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本次调查的时间为2022年7月19日至2022年7月25日。拖曳式调查累计调查航行约500 km, 共探测到40头东亚江豚（图4），平均探测率为0.08 头/km。将调查路线从西至东分为南北向8条，调查距离分别为73.44 km、75.83 km、35 km、29.02 km、38.60 km、40.70 km、79.57 km、83.16 km。本次调查探测到的江豚数量分别为16 头、9 头、7 头、3 头、0 头、0 头、4 头、0 头，每条路线的探测率分别为0.22 头/km、0.12 头/km、0.20 头/km、0.10 头/km、0.00 头/km、0.00 头/km、0.05 头/km、0.00 头/km。以38°05′N和120°45′E为界，将调查分为西北、东北、东南、西南四个区域，调查距离分别为174.26 km、181.00 km、87.30 km、58.14 km，探测到江豚的数量分别为32 头、0 头、4 头、4 头，计算每个区域的探测率，分别为0.18 头/km、0.00 头/km、0.05 头/km、0.07 头/km。
图 4 拖曳式被动声学调查路线及东亚江豚发现位点
Figure 4. The survey lines and East Asian finless porpoise acoustic event detection sites of passive acoustic monitoring in Miaodao Archipelago waters in summer
拖曳式调查共计探测到31个东亚江豚群体，平均为（1.29±0.59） 头/群，其中24个群体为1头（77.42%），5个群体为2头（16.13%），2个群体为3头（6.45%）。
定点式调查共在5个位点开展，共计探测到21个东亚江豚声学目击，每个位点的东亚江豚声学目击数为0～7个，探测到的东亚江豚时长占监测时间的0.00%～13.28%，详细信息见表1与图5。
位点 位置 监测时间 监测时长 声学目击数 江豚探测时长（占监测时长比例） 1 38°09.899'N，
121°03.085'E7月18日 19:43－
7月19日 06:23640 min 7 86 min（13.43%） 2 38°00.468'N，
120°56.566'E7月20日 08:04－
7月21日 06:441360 min 5 40 min（2.94%） 3 38°03.232'N，
120°42.420'E7月21日 19:10－
7月22日 07:30770 min 0 0 min（0.00%） 4 38°10.399'N，
120°35.371'E7月23日 19:20－
7月24日 06:00640 min 3 34 min（5.31%） 5 38°25.517'N，
120°21.229'E7月24日 19:40－
7月25日 06:05625 min 6 79 min（12.64%） 表 1 定点式被动声学调查监测结果
Table 1. The results of the stationary passive acoustic monitoring
图 5 定点式被动声学调查监测位点及东亚江豚探测时长占比
Figure 5. Monitoring sites and percentages of monitoring duration where East Asian finless porpoises were detected
本研究表明，夏季东亚江豚在庙岛群岛海域分布不均匀，砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域是其分布的热点区。此外，集群规模主要以单头动物为主，偶有3头的群体。庙岛群岛海域一直是东亚江豚的重要分布区域，王丕烈先生依据20世纪八九十年代或更早的观察记录，在《中国鲸类》中描述：“庙岛群岛以钦岛和隍城岛附近水域发现较多，尤以隍城老母礁秋季较多，冬季则较少” [15]。Cheng等[17]基于渔民问卷调查发现，近些年庙岛群岛海域仍是东亚江豚热点分布区，但是该水域东亚江豚的种群分布和集群特征一直鲜有报道。本研究填补了近些年对该水域东亚江豚种群分布和集群特征了解的空白。
定点监测位点1、位点2分别有7个与5个东亚江豚声学目击，探测到东亚江豚的时长占监测时间的13.43%与2.94%，而拖曳调查未在附近水域探测到东亚江豚。这可能由两个因素造成：一是拖曳调查截线之间间隔为10 km，A-tag的江豚探测半径约为300 m[4]，这导致一部分水域无法被监测覆盖到；二是长岛水域东亚江豚可能和莱州湾水域东亚江豚一样，活动存在昼、夜规律[13]。本文中定点调查主要在夜间开展，单个声学目击的持续时间较短（平均为11 min），东亚江豚可能仅是路过监测点。
调查水域夏季东亚江豚群体较小，主要以单头动物为主，表明这一时期东亚江豚社会行为较少。季节、养殖活动、食物等因素均可能对鲸类集群规模产生影响[18]，东亚江豚集群大小与这些因素的关系仍需进一步研究。
人类活动是影响鲸类分布的主要原因之一。在庙岛水域，南长山岛与蓬莱之间有蓬长航线，北长山岛与砣矶岛之间有长山水道，北隍城岛以北有老铁山水道，东部水域有烟台-大连轮渡航线（图1）。东亚江豚分布高密度区域（砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域）是受航运干扰程度最小的区域。即便是在砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域，江豚发现的位点距离岛屿仍然较远，这可能与岛屿周边的养殖活动有关。例如，大钦岛素有“不到大钦岛，不知海带有多少”的说法，岛屿周边遍布养殖筏架，每年5－8月为海带收割期，收割场景甚为壮观，同时收割船产生的噪声震耳欲聋。另外，定点调查监测点3设在长山水道附近，未探测到东亚江豚声信号。人类活动很可能是影响庙岛群岛水域夏季东亚江豚分布的重要因素。
食物因素是影响鲸类分布的另一个主要原因。Kimura等[9]发现，长江江豚的分布与航运交通繁忙程度无关，其集中分布区域往往是鱼类资源的高密度区域。Cheng等[13]与程兆龙等[14]发现，莱州湾东亚江豚的分布和昼夜活动与发声鱼类的发声节律息息相关。本研究中东亚江豚分布的高密度区域可能也是渔业资源的高密度区域，建议在庙岛群岛开展渔业资源调查，以验证该水域东亚江豚的分布是否与渔业资源相关。
值得注意的是，本研究尚存一些缺陷。例如，近岛与近岸水域，特别是南北长山水域附近遍布高密度的养殖与渔业设施，本次调查未涉及这些水域。问卷调查的结果表明，这些水域可能也是东亚江豚的高密度分布区[17]，将来需在此开展目视或定点被动声学调查。王丕烈[15]与Cheng等[17]均认为，庙岛群岛水域东亚江豚的分布存在季节性规律，因此，对该水域开展长期的监测可以更为全面地了解东亚江豚的种群分布动态特征和栖息地利用情况。另外，由于目视观察困难，以及本研究采用的声学监测方法也无法鉴别发声动物的年龄，故无法判别监测到的动物群体中是否有幼豚，将来还需开发更先进的监测方法，以评估野外东亚江豚种群的年龄结构。
本研究为该水域东亚江豚的保护提供了一定的启示。首先，砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域是东亚江豚的重要分布区，也是保护的重点区域。东亚江豚依赖被动窃听获取食物的方位，因此，对该水域水下噪声以及渔业资源实施管理至关重要[13-14]。此外，建议谨慎评估该水域各类水上工程的施工、建设对东亚江豚的影响，尽量避免在该水域规划航道，合理限制该水域的养殖面积，减少该水域易造成江豚误捕、误伤网具（流刺网等）的使用。在庙岛水域的其他区域，也应合理限制船舶的船速，同时，降低养殖、定置网具作业的密度。
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（1）夏季庙岛群岛海域东亚江豚分布不均匀，总体上为从西至东的降低趋势。其中，砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域是东亚江豚分布密度最高的水域，这一区域也是人类活动干扰程度最低的区域。
（2）夏季庙岛群岛海域东亚江豚主要是1头为主的小群体，表明这一时期东亚江豚的社会行为较少。
（3）砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域是夏季东亚江豚保护的重点区域，应严格限制这一区域的人类活动强度。
庙岛群岛海域夏季东亚江豚分布与集群特征
Group size and distribution pattern of the East Asian finless porpoise in Miaodao Archipelago waters in summer
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摘要: 东亚江豚（Neophocaena asiaeorientalis sunameri）是国家二级保护水生野生动物，在世界自然保护联盟物种名录中被列为濒危级。在重点海域开展东亚江豚生态本底调查（如种群分布、集群特征等），对于制定濒危鲸类保护和管理措施至关重要。为此，本研究采用被动声学监测技术对夏季庙岛群岛海域东亚江豚的分布和集群特征进行了观测。研究发现，夏季东亚江豚在该水域呈不均匀分布，其分布密度整体上为从西至东降低。其中，砣矶岛至南北隍城岛一线以西区域是密度最高的水域，这一区域也是人类活动干扰程度最低的区域。此外，东亚江豚集群模式主要以小群体为主，93.55%的群体由1～2头个体组成。本研究填补了近些年庙岛群岛海域东亚江豚分布与集群特征本底信息的空白，为探究黄渤海水域东亚江豚的种群分布与集群特征、栖息地选择偏好和影响因素提供了基础数据，为东亚江豚保护政策的制订与实践提供了科学支撑。Abstract: The East Asian finless porpoise (EAFP, Neophocaena asiaeorientalis sunameri) is a Grade II nationally protected species in China, and classified as Endangered in the International Union for Conservation of Nature Red List of Threatened Species. Supporting effective conservation efforts for this species by updating current ecological information, such as group size and distribution patterns, in key habitats, such as the Miaodao Archipelago, is therefore important. In the present study, data on group size and spatial distribution of EAFPs in summer were collected using passive acoustic technology within Miaodao Archipelago waters. Finless porpoises were most often observed acoustically in small group size (93.55% were single or in pair) and heterogeneous distribution patterns. Generally, acoustic detection rates decreased from west to east, while the highest rates were found in the western areas of the Tuoji, Daqin and Huangcheng Islands, where human disturbance level is low. These findings improve our basic ecological understanding of the EAFPs in Miaodao Archipelago in recent years. Specifically, these new data offer insights into the distribution pattern, habitat selection, and potential impact factors of the porpoises in Bohai and Yellow Seas.
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Key words:
- passive acoustic monitoring /
- East Asian finless porpoise /
- distribution /
- group size /
- conservation
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图 2 A-tag微型立体声学脉冲事件记录仪记录到的一个东亚江豚声学事件
Figure 2. An East Asian finless porpoise acoustic event recorded by the A-tag data logger
图 3 东亚江豚回声定位信号脉冲串
Figure 3. An echolocation click train of the East Asian finless porpoise
图 4 拖曳式被动声学调查路线及东亚江豚发现位点
Figure 4. The survey lines and East Asian finless porpoise acoustic event detection sites of passive acoustic monitoring in Miaodao Archipelago waters in summer
图 5 定点式被动声学调查监测位点及东亚江豚探测时长占比
Figure 5. Monitoring sites and percentages of monitoring duration where East Asian finless porpoises were detected
表 1 定点式被动声学调查监测结果
Table 1. The results of the stationary passive acoustic monitoring
位点 位置 监测时间 监测时长 声学目击数 江豚探测时长（占监测时长比例） 1 38°09.899'N，
121°03.085'E7月18日 19:43－
7月19日 06:23640 min 7 86 min（13.43%） 2 38°00.468'N，
120°56.566'E7月20日 08:04－
7月21日 06:441360 min 5 40 min（2.94%） 3 38°03.232'N，
120°42.420'E7月21日 19:10－
7月22日 07:30770 min 0 0 min（0.00%） 4 38°10.399'N，
120°35.371'E7月23日 19:20－
7月24日 06:00640 min 3 34 min（5.31%） 5 38°25.517'N，
120°21.229'E7月24日 19:40－
7月25日 06:05625 min 6 79 min（12.64%） 
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