综合报告

作者与来源

本文是发表于《Trends in Ecology & Evolution》期刊（2022年1月，第37卷，第1期）的一篇综述性文章，标题为“Global trends in aquatic animal tracking with acoustic telemetry”。主要作者包括Jordan K. Matley（圣弗朗西斯泽维尔大学）、Natalie V. Klinard（达尔豪西大学）、Ana P. Barbosa Martins等研究学者，参与者分布在全球多所著名机构，包括University of Windsor、Technical University of Denmark、California State University Long Beach等。文章旨在对水生动物声学遥测（acoustic telemetry, AT）的全球研究现状、应用趋势和未来发展方向进行全面总结。

文章背景

水生动物移动行为的研究为生态学和物种保护领域提供了关键信息。近年来，由于技术进步，声学遥测成为监测水生动物行为和移动模式的重要方法。声学遥测技术通过固定或移动的接收器捕捉动物体外或体内所携带标签发送的声音信息，广泛应用于河流、湖泊及海洋中各种鱼类和其他水生动物的行为研究。尽管该技术的研究范围不断扩大，但文章指出了其在与管理相关目标结合上的局限性，特别是在渔业管理、气候变化、物种保护等方面的应用。

文章主要观点

1. 声学遥测的技术和应用背景
   声学遥测技术已经发展为一种重要工具，可以研究水生动物在不同空间尺度和时间尺度上的移动行为。从地方性水体到全球性迁徙路线上，声学遥测揭示了多种生态过程，包括洄游路径、捕食者与猎物之间的相互作用、被捕捞后鱼类的释放行为和存活率等。此外，文章强调了声学遥测对管理政策的潜在贡献，例如捕捞配额的调整、跨国边界上的动物迁徙监测，以及水生保护区（Aquatic Protected Areas, APAs）的规划与评估。

2. 研究历史与地域分布
   从1969年至2019年，全球范围内共发表了1834篇关于声学遥测技术的研究文章，其中1442篇文章涉及生态学研究，其余文章聚焦于标记效果、方法学、技术开发等领域。研究的区域分布显示，大量研究集中在北美和欧洲的渔业发达地区，而用于亚洲和非洲内陆渔业高产区的研究非常有限。这种地域不平衡与研究资金和机构支持的差异直接相关。

3. 研究物种与重点领域
   大多数声学遥测研究以硬骨鱼类（bony fish, 1361篇）为主，其次是软骨鱼类(elasmobranchs, 301篇)，如鲨鱼和鳐鱼。其他研究对象包括甲壳类（如螃蟹与龙虾，62篇）以及海龟等。文章指出，近年来研究更倾向于标记更多个体且具有成本效益的鱼类，例如鲑鱼科鱼类，它们由于习性和具体的洄游路径适合以声学标签进行监测。

4. 与管理相关的研究趋势
   声学遥测技术的管理应用已经对渔业封闭期、捕捞配额调整等法规产生了实际影响。例如，通过在佛罗里达对Permit鱼（Trachinotus falcatus）产卵时间的监测，法规迅速调整以防止过度捕捞。然而，大规模、长期和跨边界的研究仍然有限，信息传播与管理结合的效率较低。

   • 一般移动行为：多数研究集中于基本移动模式的监测，比如栖息地范围或季节性变化。这些研究为濒危物种的管理奠定了基础。
   • 洄游行为：洄游模式对渔业管理和生物迁徙过程的理解具有重要意义，例如在北美西海岸对鲑鱼洄游路径和存活率的研究。
   • 产卵与繁殖：使用声学遥测技术定位繁殖地点和时间，为监测种群增长的重要区域和时间段提供了精确数据。
   • 栖息地障碍：在人类基础设施（如水坝）对鱼类洄游影响的研究中，声学遥测成为识别和缓解负面影响的中心方法。
   • 保护区管理：通过监测动物在保护区内的活动范围和时间，声学遥测提高了保护区有效性评估的能力。
   • 恢复与放流：声学遥测被用于评估恢复计划的实际效果，例如监测放养种群的存活率及行为。
   • 渔业管理：尽管渔业对社会和经济的重要性很高，但在捕捞死亡率评估等领域使用声学遥测的研究仍有不足。

5. 全球研究差距与未来方向
   文章提出了一系列研究建议，以填补当前差距并提高声学遥测的管理应用能力：

   • 优化时空覆盖：建立长期跟踪网络，以弥补标准的短期研究无法捕捉气候变化效应的局限。
   • 技术发展：利用实时监测、高分辨率空间定位系统及生物传感器等新兴技术扩展研究范围。
   • 生态系统为导向的研究：推动从单一物种研究向多物种及生态系统综合研究的转变。
   • 跨境协作：解决迁徙物种在跨国界移动时暴露于不同法规的挑战。
   • 支持发展中国家研究：通过资金、技术和协作，增加在亚洲、非洲和南美等地区的研究，特别是这些区域通常是物种多样性热点，但相关研究却严重不足。

6. 研究亮点与挑战

   • 亮点：声学遥测以其时间精度高、空间分辨率灵活的特点，在全球范围内发展成为最具潜力的动物跟踪技术之一。
   • 挑战：然而，也存在设备兼容性、数据标准化以及发展中国家研究能力不足等问题。作者提出需要全球范围的协作，加强技术标准统一、设备兼容性和长期资金支持。

文章意义与价值

文章为声学遥测技术的现状、潜力和适用领域提供了全面的综述，不仅明确了该领域的优先研究方向，也为科学家和政策制定者之间加强协作提供了重要参考。通过整合现有研究和未来趋势建议，文章为推动生态科学向管理方向的转化奠定了坚实基础，同时也强调了在全球多样化水域中加强生态保护和渔业管理的紧迫性。