物种日历 08-24
开着小艇和科研成员去观鲸,我为什么口吐芬芳?
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以下文章来源于科学大院 ,作者林文治

编者按:

" 最浪漫莫过于和鲸鱼的一场约会 ",在不少游记中会有这样的描述,坐着船,看鲸豚跃出蔚蓝的海面,令人心驰神往。

不少人也许会想:如果我成为鲸类研究者,岂不是随时能收获这份浪漫?就带你走近研究人员的世界。

本文作者不但能在船上远距离观察鲸豚,还有驾驶小艇接近动物的机会。他是怎么成为鲸类研究者的?在 " 前线的前线 ",他又有怎样的感受?

我是因为遗传学研究背景而被招募加入中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称 " 深海所 ")海洋哺乳动物与海洋生物声学研究室的。在入职深海所前,我在珠江口海域陪伴当地 2300 余头中华白海豚 11 年。与大多数一毕业就从事专职研究的人不一样,我是在非研究性质的保护区开启我的动物研究生涯,并在其中度过了最为重要的 7 年。

我在珠江口的中华白海豚老朋友

用 7 年时间,成为鲸类研究者

保护区并非开展研究生涯的理想工作环境,因为保护区大多没有研究经费来源。缺乏经费,就无法招募专业人员,也不能筹划长期稳定的监测工作。所以,保护区(至少我接触过的保护区)的种群调查工作基本都依赖科研院所,资金短缺也一直是目前国内生态保护工作面临的一大难题。

作为 985 高校研究生毕业的 " 吉祥物 ",我在保护区的工作能有更高的自由度。缺乏调查经费,就自行去申请社会经费;缺乏生态学背景,就自行学习。3 年后,我才成功获得第一笔经费启动珠江口白海豚的种群研究工作。

经过一年的初步尝试,我决定摈弃当时最为流行的样线调查方式,而选择个体识别作为我生态研究的主要技术手段。这个看似离经叛道的决定,在保护区内部也没有遭到太多阻力。

样线调查法

" 样线调查法是在调查范围内设计系统样线(等距离、等夹角或者随机样线),并根据动物的发现概率统计动物密度的常用生态调查方法。统计所得的密度进一步根据调查面积,可换算成动物的丰度(Abundance)."

" 个体识别调查法是通过个体可辨识特征识别个体,并获取动物的目击时序、空间等相关信息。动物的目击时序信息可以通过构建标记重补模型进一步统计动物种群的系列动力学参数。"

样线调查法由于调查努力量是均匀或者随机分布在调查范围内,所获取的动物目击数据用于分析动物的空间分布十分可靠。但由于调查努力量需要均匀分布在整个调查范围内,该法的数据收集效率较低,统计的丰度误差值通常较高。

相比之下,标记重补模型对动物的目击概率虽然有一定要求,但并不要求等概率覆盖全域。此外,个体识别调查采用小型快艇执行,调查成本和个体数据收集效率更为高。

系统样线和非系统样线调查比较(示例),红色为可能被目击的动物。在大致了解动物的空间分布并基本覆盖种群分布范围的前提下,后者以大约 2/3 的航程获取更多的个体数据。

更为庆幸的是,在第一年的调查接近尾声的时候,我遇到了香港大学的贾力诚教授(Leszek Karczmarski)。作为鲸类行为学的前辈,贾力诚教授刚刚开启香港海域中华白海豚的个体识别调查工作。他邀请我参加港大的海洋哺乳动物研究技能培训。也许是对技术有着类似的理解,我成为仅有的全程参加 9 次技能培训的内地鲸类研究者。也正是这些技能培训和在保护区开展的白海豚种群调查工作,让我从遗传学跨入了生态学和行为学的殿堂。

理论知识是开展种群研究的软件,野外工作却是获取研究数据的唯一手段。而开展野外工作,仅仅依靠理论知识是不够的。研究者需要对设备、工具、环境和研究对象都有充分的理解。

研究设备对这个领域来说通常是昂贵的,我们需要精确了解何为所需,并尽可能延长它们的使用寿命。船只是我们工作的载体,我们需要知道不同类型船只的性能和野外工作的具体需求,并清楚野外工作的各类风险。海上工作环境是多变的,这一刻海面温柔恬静,下一秒倾盆大雨能将能见度降至不足十米。石子般的雨点砸到你无法睁开双眼,还要竖起耳朵警惕被过往货轮,以免被它们撞翻。所以,我们必须成为摄影师、水手、户外活动爱好者,然后才能成为一名合格的鲸类研究者。

在保护区的 7 年,我是自由的。代价是几乎没有获得任何支持。想做事,只能事无巨细地亲力亲为。我一直忙于解决各式各样的问题。数据库和记录表的修改和完善自然不在话下,检索最佳的海况预报渠道,寻找合适的船只和补给点,不断地优化调查方案设计。拮据的经费让我不断地思考如何在有限的经费和人力支持下提升工作效率。

但在海上观察海豚的时光总是快乐的,烦恼都被抛在脑后。即使是海况转差而无法观察的时候,我们也会在返程的途中向船长讨教压浪技巧。我们争夺驾驶权,操控小艇在风浪中颠簸前行,身上被海水浇了个透,乐此不疲。漫长的海上工作,中暑只不过是小插曲。我们遇到过坏船、暴雨、雷电等各种意外和极端海况;被各大城市的执法队伍盘查,也协助过执法;遇见过走私、非法狩猎,也碰到过遇难渔民的遗体。我自己也曾因过度疲劳,脚下踏空带着相机一头扎进海里。

林林总总,让我们深知身处大海,需要充分准备、遇事冷静思考、客观判断。最重要的,是要了解和尊重自然。我从来不敢自诩征服了大海。不过是大海对我们网开一面,允许我们在她怀中探索罢了。

夜间海上的闪电

从前线到 " 前线的前线 "

2019 年,我收到深海所海洋哺乳动物与海洋生物声学研究室首席李松海研究员的邀请,加入他的团队。在入职研究室的第四天,我尚未能记住研究室所有学生的名字,就跟随大队登上了第一次远洋和深潜鲸类科考的船只。

出发前,我看到桌面上排开的各色设备。不得不说我被这阵仗唬住了。习惯于抠抠索索做研究的我,竟不知道国内的鲸类研究已经装备到这种程度。但这些实验设备并不能帮助我们接近动物。远洋科考需要借助相应适航能力的大型船只(比如我们的远洋调查一般使用 500 吨级别的渔业指挥船只)。这种船只噪音大,移动缓慢。除非动物主动靠近,否则我们很难跟踪动物。因此,数据和样本的采集、在动物身上布设设备这些 " 细活 " 都只能依靠小艇完成。如果将野外调查比作生态工作的前线,那么小艇作业就是前线的前线。想要出色完成这些工作,就必须缩短与动物的距离。哪怕只有半米的差别,带来的实际效果也将是天壤之别。

完成任务的小艇靠接母船

小艇空间有限,每次仅能容纳 3-4 人。第一次调查的小艇队成员主要都外籍专家组成,包揽了控船、数据和样本采集等各方面任务。因为尚未与团队磨合,我被安排在目视组。这意味着我只能在母船的舱顶上远远地看着它们。当我看着外籍专家领衔的工作快艇驶向抹香鲸的时候,我知道,那里才是我该去的地方。唯一能让我从躁郁的心情中解脱的,是看到各式各样的海洋动物。看着它们在自己的世界里轻描淡写地翱翔和漫游,让我再次忘记所有的不悦。

不过,机会很快就来了。

在 2020 年的第二次科考中,由于新冠疫情暴发,外籍专家无法入境。而我临危受命,成为科考小艇工作的负责人。我表面沉着冷静,内心里对着鲸们呐喊着 " 我来了!",带着同样对动物研究充满热情、以实习生身份参与数个月白海豚调查的刘彬帅上了小艇。

我们的小艇装备了四冲程船外机。这种机器噪声低。对依赖声信号交流和定位的鲸类而言更为友好。在风平浪静的茫茫大海上驾驶快艇,可能比开碰碰车还简单。但想要接近极少见过快艇的鲸类却绝非易事。

鲸类性格各异,热带斑海豚好奇胆又肥、领航鲸好奇却谨慎、弗氏海豚是 " 社牛 "、抹香鲸沉稳、喙鲸则低调。即使是同个物种,个体之间也可能性格迥异。甚至同一个个体在不同状态下,也会有不同的行为表现。

弗氏海豚聚集在快艇船艏逐浪

追踪动物时,我们不仅需要了解目标物种的行为习惯,更要读懂它们细微的肢体语言。在 15 至 30 米距离内,我们需要记住不同个体的出水顺序,留意动物轻微的加速、浅潜频率和深度的变化、呼吸强度的变化、行径方向的变化等等,这些信息提示动物对我们的警觉或者接纳程度。15 米以内,头部的细微摆动、尾柄的搅动、弓体幅度,都透露它们的下一步行动计划。

因此,小艇队员必须具备看透水体的天赋(是的,这是天赋),以及长期观察动物行为所累积的直觉判断,可以在瞬息之间做出判断和相应决策的能力。小艇工作不顺利的时候,我断不会用 " 动物不配合 " 去推诿。它们又不是在马戏团里讨生活,为什么要配合我们呢?我们能做的,就是 " 巴结 " 它们,趁它们不留神,最大限度地把握转瞬即逝的机会。

我要感谢珠江口那 2300 多头中华白海豚。我至此才知道它们不知不觉间已教会我那么多关于鲸类行为的知识。每想到此,它们在我脑海中那肥肥短短、略显迟钝的形象也会变得俏丽起来。这次我如愿以偿,能够趴在小艇的船艏看着弗氏海豚在我面前逐浪;与抹香鲸咫尺之遥互相对望。在 20 天的航程里,我们获得 5 种鲸类活体样本,为 3 头抹香鲸布设了卫星追踪信标。在 " 全华班 " 的基础上,帮助团队实现了国内多个首次突破。

在海上,我为何斯文扫地

第二次科考活动硕果累累,但绝非一帆风顺。

在小艇作业时,不但需要优秀的船长把船开到适当的位置,更需要全体人员(包括船员、研究组员)的密切配合。但起初,我们的团队实在谈不上什么 " 配合 "。在接近动物的时候,船员常兴奋地喊叫起来,与身边的组员一起感叹动物的宏伟,对我的指示充耳不闻。

置身前线的前线,花费时间做精细的指引和解释是不现实的。在一次追踪领航鲸的过程中,我们多次错失了最佳取样时机。组员们也不以为然,天南地北地聊天,让原本就不够专业的船员更加难以专注。多次提醒未果,我不得不把船只停下,熄火,开始宣泄我的怒气和不满。

我口吐芬芳,斯文扫地,但收到了奇效。大家终于安静下来,船员至少能听清指令了。

动物被长期追逐,开始显得有点不安。为了把握剩余不多的机会,我将上好弦的设备摆放至船艏称手的位置,选择自己控船接近动物。我把小艇开至 10 米左右,且动物状态又相对稳定的时候,再将舵交给船员,自己则快速跑到船艏,端起设备,稳定呼吸、瞄准、观察、再给出指示、再观察、再瞄准… ...

等我们顺利获取样本的时候,我才惊觉自己上臂已经发酸。到了晚上,咽喉的结节也因白日 " 犯了嗔戒 " 水肿发炎,开始压迫我的气管。大家吃着火锅唱着歌的时候,我只能早早躺下休息补充体能,为未知的任务提前准备。

我发现自己轻视了小艇工作的强度和复杂程度,我们需要至少 2-3 个多面手型的专业人员。专业,不仅表现于清楚自己能做什么,也表现于明白自己不该做什么。默契,更是要在专业的基础上形成的相互理解和信任。我心里清楚,这种工作状态是无法持续的。要想走得更远,就需要成为更专业的团队。很遗憾,这种情况一直持续了很长时间都没有得到根本改善。

经验知识只能身体力行。用我导师贾力诚教授的原话,这是个 learning by doing 的过程。培训需要大量的时间和精力投入。彼时,我的白海豚研究已经拓展到四个种群,精力非常有限。该培训什么人呢?

终遇志同道合的伙伴

有人也许会认为一个体格强壮、不晕船、不怕晒的年轻人,将是海上工作的好手。是男生的话那就更好不过了。

真是这样吗?

我是个因前庭神经敏感而极易晕车晕船的人。回顾我早期研究生涯的合作伙伴,小莫是一个娇小而精干的女生;阿强是药学研究生毕业跨专业过来的博士;而兽医专业毕业的阿广,则早早跑去非洲淘金了。是对野生动物的热爱,让几个年轻人聚集在一起,推动了珠江口中华白海豚个体识别调查的进展。时至今日,这段时光我依旧十分怀念。

在深海所获得招生资格之后,我在自己的招生网页上明确说明自己并不在乎性别、专业和毕业院校这些信息,只要求报考学生热爱野生动物和户外工作。因为唯有热爱,方能让人不惧海上波澜。其他问题,我们可以一起解决。

在 2020 年航次中,每次动物出现,新生陈圣兰总会第一个冲出来观看。小艇每次出动,她会在舱顶挥手送行。小艇归来,她又在甲板翘首迎接。当我们在组会上叙述小艇上的见闻时,她在边上听得津津有味,眼里写满了艳羡。有人埋怨伙食、海况和航时的时候,她和我说的只有动物。陈圣兰对动物的喜爱感染了船上所有人,以致于新华社的记者为她安排了一次专访(这是我都没有的待遇)。眼前的她,就像一年前的我。看着小艇伴行动物的时候,她一定在心生向往吧。当她表达想跟随我从事白海豚研究工作的时候,我毫不犹豫地答应了。

远洋及深潜鲸类调查一年一次,时间和机会十分有限,不能在战场上练兵。平日里的白海豚调查,就成为我们最佳练兵机会。因为体能上的差异,彬帅更侧重于器械性的操作(操作沉重的高速相机),而圣兰因为较好的水下观察能力负责练习驾驶船只和追踪动物。练习不顺利的时候,我依然会 " 斯文扫地 ",事后情绪平复了,再老老实实地向学生们致歉。好在他俩宅心仁厚,能够不计前嫌。彬帅还会体贴地给我 " 铺好台阶 " 让我下来。虽然磕磕碰碰,但共同的热爱和互相理解让我们一直没有停下前进的脚步。

陈圣兰和刘彬帅在中华白海豚科考活动中采集个体图像数据

刘彬帅和我在中华白海豚科考活动中采集个体图像数据

小艇组第一位正式女队员

到 2023 年第六次远洋及深潜鲸类科考活动的时候,我对小艇队伍的人员组成提出建议:我和刘彬帅作为主摄手采集图像数据;我同时负责驾驶小艇及负责取样和信标布设等任务;陈圣兰取代船员,在我取样或布设信标时,负责控船跟踪和接近动物。在多数人将信将疑的眼光中,首席李松海研究员采纳了建议。陈圣兰成为小艇组第一位正式女队员。

通过两年的实操培训,我坚信我们能够合作无间,顺利完成任务。

2023 年 7 月,我们目击到一群喙鲸。德氏喙鲸是通过分子工具最新鉴定的鲸类物种之一,在外形上很难与银杏齿喙鲸进行区分。因此,通过分子鉴定,我们才能将采集到的形态、声学、生态等等信息与特定物种关联起来。因此,获取组织样本是目击喙鲸首要考虑任务之一。

喙鲸非常谨慎,每当我们接近就迅速下潜。但是,我们也很快发现,这群喙鲸每次下潜时间间隔和前行方向都非常稳定。这意味着我们能够大致掌握它们的下次出水位置。为了最大限度减少船只对它们的影响,我们在喙鲸每次下潜后即关闭发动机,并观察它们在水底的前进方向。在确保喙鲸已经离开下潜位置一段时间后,我们重新开启发动机,低速开至预期的出水点,再次关闭发动机节省燃油。然后在喙鲸预计出水前 3-5 分钟重启发动机,维持空挡运行。通过系列操作,我们始终将这群喙鲸牢牢锁定在我们视野范围内。尽管多次出水都没能靠近到理想距离,但是机会总是留给有准备的人。在追踪了一段时间后,喙鲸聚合成群,我们的机会来了。

我尾随喙鲸把小艇开至喙鲸后方。喙鲸此时分成两个小单元,右前方是由 3 个个体组成的大群,另一头或两头个体游离在小艇的右方。我把方向盘交给陈圣兰,拿着取样设备走到船艏。我知道它们集群可能只是为了瞬时的放松,这个状态不会维持太久。然后正当我手持取样设备维持观察的时候,船只突然偏离我预期的轨迹驶向右方游离的个体。

这是个非常糟糕的选择,因为大群体意味着安全感,动物的戒备会更低。即使右方的个体距离我们更近,我们也应该紧紧咬住前方的大群体。这是我无数次提醒过陈圣兰的注意事项,她怎么能在这个关键时刻做如此糟糕的判断?!我回头正准备训斥她,却发现她束手待在驾驶台边上,她的驾驶权被 " 剥夺 " 了,我瞬间明白,大家对新人还是没有信心。每次出海前我均会根据每个人的能力和研究需求设置相应的岗位,并反复提醒各人紧守个人职责。但动物就在眼前,我不可能把船停下来重申工作守则。我只能用我能发出的最大声量,善意提醒陈圣兰:

" 我是让你上来开船!不是让你看海豚的!!赶紧滚回去给我开船!!!"

" 好 ~" 这是陈圣兰尾音上扬的回答。

不到两分钟,我们就获取了需要的数据和样品。

这也是我 2023 年小艇作业过程中唯一一次失态。

带着战利品回到母船,李松海研究员颇为惊喜地说:" 圣兰船开得不错啊,跟得动物很紧。"

提升自己的能力仅需要十二分的努力,但改变刻板印象却是难以想象的艰辛。

接近动物途中陈圣兰接手控船,我则更换设备准备拍摄

日落前的最后交锋……

精彩的,总是下一次。

2023 年科考活动我们带出了不少追踪设备,但一直没有机会布放在动物身上。在这次科考活动即将结束的前一天,我们目击了一群抹香鲸。

这是我们航次仅剩的机会。我们瞄准了一头对小艇较为宽容的年轻个体,很快把信标布设在它身上。这群抹香鲸群体虽然不小,却非常分散。每个个体出水间隔往往超过 1 公里。即使我们重新逮住一些机会,但发现依然是已被标记的个体。也许是它在水下和同伴说了我们的坏话,其他个体始终对小艇抱着很强的戒备心里。

终于,我们追上了一头年纪较长的个体。

小艇跟上一头抹香鲸

它很讨厌我们,不断地下潜,躲避我们的追踪。我们也始终保持安全距离,避免进一步刺激它。也许是它刚完成一次海底狩猎,急需在海面补充氧气。也许是我们的克制,让它认为我们不过是个行动缓慢的工业废品。它开始摆动巨大的身躯,小范围地快速变更前进方向,企图以这种廉价的方式摆脱我们。

我向陈圣兰演示如何咬住抹香鲸的尾巴位置,根据它的摆动快速满舵,让船头和动物保持并行方向。然后把驾驶盘交给她。陈圣兰依葫芦画瓢,始终咬着抹香鲸一个身位的距离。就在抹香鲸感到疲惫,放弃转向的时候,陈圣兰成功将小艇摆在它的左侧平行位置。

" 加速上前!"

十秒之后,信标已经被稳稳固定在抹香鲸身上。

太阳已经西斜,我们乘兴而归,不断地回顾那轮精彩的回合。

我曾经认为与动物相处,能让我心无旁骛,是我最快乐的时候。看着有所成就的学生们脸上洋溢的快乐,我突然发现,从事知识传递,为有心和有志之人提供机会,更能让我觉得满足。

晚霞下的母船

作者:林文治作者单位:中国科学院深海科学与工程研究所(本文图片均由作者提供)

本文经授权转载自科学大院(ID:kexuedayuan)

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