题名南海鲸类混游与栖息地利用研究
作者欧阳明玥1,2
答辩日期2024-05-10
授予单位中国科学院深海科学与工程研究所
授予地点中国科学院深海科学与工程研究所
导师林明利
关键词鲸类 种间关系 鲸类混游 栖息地利用 栖息地分布模型
学位名称理学硕士
其他题名Study on mixed-species groups and habitat utilization of cetaceans in the South China Sea
学位专业海洋生物学
英文摘要

鲸类作为二次入水的哺乳动物,具有独特的水生适应性以及栖息地利用策略。作为海洋食物链中的高级捕食者,鲸类是海洋生态系统中重要的组成部分,对维持生态系统的平衡至关重要,也常被作为开展海洋保护工作的旗舰物种,对保护海洋生态系统和生物多样性具有重要意义。我国南海面积辽阔,海底地形复杂多样,与周边多海域连通,具有丰富的鲸类生物多样性。本人所在研究团队于20192023年期间对南海远海深潜鲸类开展多次海上考察,采集鲸类的发现位点、影像资料和环境因子等基础生态学数据,对该海域鲸类物种组成和栖息地分布情况获得初步了解。在野外调查过程中,多次观察到不同鲸类物种的种间互动行为,但截至目前,我国尚未对鲸类种间关系开展过研究。本研究基于海上调查收集的数据和对南海鲸类的初步认识,报道呈现了南海鲸类的混游现象及其基本特征,并进一步比较了南海不同鲸类物种的栖息地利用模式异同,以初步探讨南海鲸类种间关系。

本研究主要内容与结果如下:

1)共计获取208群次的鲸类目击,其中包含24个混游群次,占总数的11.5%。在得到鉴定的17个物种里,共9个物种被观察到参与混游,占总数的52.9%。弗氏海豚和短肢领航鲸是最常见的混游组合,共记录到9次。这两个物种也是参与混游次数最多的物种,其中弗氏海豚共计14次,占总目击数的66.7%;短肢领航鲸12次,占总数的52.2%。弗氏海豚(4种)、短肢领航鲸(4种)和热带斑海豚(3种)是搭档物种数最多的三个物种。本研究首次对“弗氏海豚和抹香鲸”以及“德氏中喙鲸和柏氏中喙鲸”这两对全球罕见的混游物种组合进行了详细的行为学描述。使用Mann-Whitney非参数检验方法,对弗氏海豚和短肢领航鲸这两个物种在混游和非混游状态下的群体大小和环境参数进行了比较,发现这两个物种混游时都会形成更大的群体,且弗氏海豚在混游群体中的个体数显著多于在非混游群体中的个体数,短肢领航鲸在混游状态的目击位点水深相比于非混游状态更浅。

2)统计了17个鲸类物种目击位点的水深、坡度、至200m等深线的距离和海表叶绿素a浓度4个环境参数的平均值±标准差,展示其分布位点环境概况。对目击次数大于104种小型海豚进行两-Mann-Whitney非参数检验,发现热带斑海豚和弗氏海豚、长吻飞旋海豚和条纹海豚的混游组合的4个环境参数均不存在显著差异,推测其原因可能是这两对物种间栖息地重叠度较高。利用目击位点数据划定各物种在南海分布的最小凸多边形,得到各物种分布情况,西沙海槽、西沙群岛、中沙群岛和马尼拉海沟区域鲸类目击较多。利用自组织图谱对17个物种4个环境参数进行无监督人工神经网络分析,发现栖息地利用类型可划分为3类,聚类1水深较深且至200m等深线较远,聚类2水深较浅且至200m等深线较近,聚类3坡度较陡且叶绿素a浓度最低,各聚类间环境因子存在显著差异。

3筛选出目击次数大于 10 8 个鲸类物种,将水深、坡度、至200m等深线距离和海表面叶绿素 a 浓度 4 个环境参数作为预测变量,应用 biomod2 模型包对其潜在栖息地进行预测。利用该模型包内置的12种模型分别构建这8个物种的栖息地分布模型,通过受试者操作特征曲线下面积值对模型进行筛选,筛选出预测精度较高的模型用于构建集成模型,并分析各环境参数对模型结果的贡献度。结果显示,西沙海槽、东南海底高原、三沙群岛和中部海山链附近,鲸类动物出现可能性较高。水深对短肢领航鲸、弗氏海豚、条纹海豚、抹香鲸、德氏中喙鲸和瑞氏海豚栖息地预测模型贡献较高;海表叶绿素a浓度对热带斑海豚、短肢领航鲸、弗氏海豚、长吻飞旋海豚、条纹海豚、抹香鲸和瑞氏海豚栖息地预测模型贡献较高。

综上所述,南海鲸类物种间存在着复杂的种间关系,混游行为具有典型的热带海区特征,混游物种组合与焦点物种与高纬度海域研究发现存在差异,与邻近的苏禄海相似度较高。物种间栖息地分布存在重叠,且栖息地利用类型多样化。不同物种可能通过对栖息地利用的空间、时间和利用方式的分化实现同域共存。西沙海槽、南沙海槽、西沙-中沙岛礁区和海盆陆架区可能具有较高的鲸类物种多样性。基于本研究的主要发现和结果,尽管我们取得了针对南海鲸类混游行为和栖息地利用情况的初步认识,但尚未获得足够的科学证据以揭示南海鲸类混游行为的关键驱动因素,以及不同鲸类物种如何在深远海栖息地实现同域共存。因此,后续研究需要针对南海鲸类混游现象,进一步补充丰富详实的野外行为学观察数据,并结合不同鲸类的食性、营养关系、生态位、栖息地特征和行为模式等方面的研究,以更深入探索和研究南海深远海常见鲸类的种间关系。

语种中文
内容类型学位论文
源URL[http://ir.idsse.ac.cn/handle/183446/11073]  
专题深海科学研究部_深海生物学研究室_海洋哺乳动物与海洋生物声学研究组
作者单位1.中国科学院深海科学与工程研究所
2.中国科学院大学
推荐引用方式
GB/T 7714
欧阳明玥. 南海鲸类混游与栖息地利用研究[D]. 中国科学院深海科学与工程研究所. 中国科学院深海科学与工程研究所. 2024.
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