Biological Reviews | 揭示喙鯨聲學(xué)適應(yīng)與人為噪聲威脅，呼吁加強深海鯨類保護研究
文章來源：董黎君 | 發(fā)布時間：2026-08-07 | 【打印】 【關(guān)閉】
近期，中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所海洋哺乳動物與海洋生物聲學(xué)研究團隊在生物學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Biological Reviews在線發(fā)表了題為“Beaked whale bioacoustics: knowledge gaps, vulnerability, and conservation imperatives in the Anthropocene”的論文。該研究系統(tǒng)總結(jié)了過去二十余年來全球喙鯨（Ziphiidae）生物聲學(xué)研究進展，分析了喙鯨獨特的聲學(xué)適應(yīng)、聽覺能力及其對人為水下噪聲的潛在風(fēng)險，指出由于長期存在的觀測困難和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足，當(dāng)前對這一類深潛鯨類的生態(tài)知識和人為擾動影響仍存在顯著認(rèn)知缺陷。
喙鯨是一類長相奇特的齒鯨：嘴巴像海豚般突出，但更窄長，宛如鳥喙。全球現(xiàn)存24種，從熱帶到極地都有分布。它們極度害羞，一生大部分時間在深海中度過，每次浮出水面僅換氣幾分鐘就再次下潛少則10-20分鐘，長則幾十分鐘甚至幾小時（最長紀(jì)錄將近4小時）才再次浮出水面。這讓科學(xué)家極難在海上直接觀察到它們。直到近20年來，借助水下麥克風(fēng)（水聽器），人們才開始窺探它們的水下生活。論文指出，喙鯨已經(jīng)進化出高度特化的聲學(xué)系統(tǒng)，依靠具有物種特異性的調(diào)頻（frequency-modulated, FM）回聲定位（又稱“生物聲吶”）信號進行深海覓食和環(huán)境感知，其生物聲吶頻率與體型之間存在顯著的進化關(guān)聯(lián)，呈現(xiàn)趨同演化下的“逆頻率縮放”定律。通過整合10個物種的數(shù)據(jù)，該研究首次系統(tǒng)驗證了喙鯨家族內(nèi)部也存在“體型越小，回聲定位信號頻率越高”的逆比例關(guān)系。這與海豚、鼠海豚的規(guī)律高度一致，表明深潛生態(tài)壓力迫使不同支系的齒鯨在聲吶設(shè)計上趨向同一最優(yōu)解。這是進化生物學(xué)的重要認(rèn)知補充。同時指出，喙鯨具有特殊的聽覺結(jié)構(gòu)和聲學(xué)傳導(dǎo)路徑，使其能夠適應(yīng)深海環(huán)境中的高頻聲學(xué)探測和交流。然而，正是這種高度依賴聲音的信息獲取方式，使喙鯨成為人為噪聲影響最敏感的海洋動物之一。隨著人類活動不斷向深海擴展，包括船舶運輸、地質(zhì)調(diào)查、軍事聲吶、海底工程以及未來深海采礦活動在內(nèi)的多種人為聲源正在改變海洋聲景。已有研究顯示人為噪聲可能導(dǎo)致喙鯨停止覓食、改變潛水行為、回避噪聲源，甚至與部分集體擱淺事件相關(guān)。該研究指出，目前針對喙鯨的噪聲影響評價標(biāo)準(zhǔn)仍受到物種特異性生理和行為數(shù)據(jù)不足的限制，難以建立充分可靠的聲學(xué)保護閾值。
長期以來，喙鯨研究主要集中于少數(shù)容易開展研究的物種，尤其是與軍事活動區(qū)域存在空間重疊的種類，而其他多數(shù)喙鯨物種仍缺乏充分的聲學(xué)、行為和生態(tài)數(shù)據(jù)。論文指出，目前相當(dāng)一部分喙鯨物種甚至尚未獲得可靠的聲學(xué)記錄，已有研究結(jié)果也不能簡單推廣至整個喙鯨科。由于不同物種可能具有不同的聲學(xué)策略、棲息需求和噪聲響應(yīng)模式，缺乏物種尺度的數(shù)據(jù)將限制保護措施的科學(xué)制定。研究團隊進一步指出，當(dāng)前深海保護面臨的核心問題不僅是人為擾動是否存在，而是生態(tài)系統(tǒng)對擾動的響應(yīng)機制仍未被充分認(rèn)識。特別是在深海人為活動不斷增加的背景下，如何建立基于科學(xué)證據(jù)的環(huán)境影響評估體系，需要更加完善的長期監(jiān)測和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。論文提出未來研究應(yīng)重點加強全球被動聲學(xué)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高喙鯨分布和種群規(guī)模估計能力，開展更多物種的聽覺能力研究，量化不同人為聲源造成的生態(tài)影響，并進一步評估個體行為變化是否會轉(zhuǎn)化為種群尺度效應(yīng)。
研究認(rèn)為，未來需要將長期聲學(xué)監(jiān)測、生物遙測、生態(tài)模型和環(huán)境數(shù)據(jù)相結(jié)合，建立更加完善的風(fēng)險評估體系，為深海人為活動中的生態(tài)保護和適應(yīng)性管理提供科學(xué)依據(jù)。對于喙鯨等深海關(guān)鍵物種而言，加強基礎(chǔ)生態(tài)認(rèn)知、完善長期監(jiān)測體系、建立物種特異性的噪聲管理標(biāo)準(zhǔn)，是實現(xiàn)深海生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理的重要基礎(chǔ)。
該論文的第一作者為中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所海洋哺乳動物與海洋生物聲學(xué)研究室董黎君副研究員。研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃以及海南省科技人才創(chuàng)新項目等項目支持。
圖1 喙鯨回聲定位信號頻率與體型之間的關(guān)系
圖2 喙鯨與其他海洋哺乳動物聽覺閾值比較（包括白鯨、港灣鼠海豚、虎鯨、瓶鼻海豚，以及幼年杰氏中喙鯨、成年杰氏中喙鯨和亞成年柏氏中喙鯨等）
Copyright © 中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所 備案證號：瓊ICP備13001552號-1
瓊公網(wǎng)安備 46020102000014號
地址: 三亞市鹿回頭路28號 郵編：572000 網(wǎng)站維護：深海所辦公室 郵箱：office@idsse.ac.cn
