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有效的海龟管理与保护常常受到对海上分布与丰度认知不足的限制。虽然筑巢雌龟的丰度估计通常在筑巢海滩上有详细记录,但由于海龟广泛分布和隐蔽习性,在海上计数海龟存在挑战。鉴于筑巢海滩仅记录成年雌龟,海上数据也能提供更多关于种群人口统计的信息。为了估算沙特阿拉伯红海水
有效的海龟管理与保护常常受到对海上分布与丰度认知不足的限制。虽然筑巢雌龟的丰度估计通常在筑巢海滩上有详细记录,但由于海龟广泛分布和隐蔽习性,在海上计数海龟存在挑战。鉴于筑巢海滩仅记录成年雌龟,海上数据也能提供更多关于种群人口统计的信息。为了估算沙特阿拉伯红海水域绿海龟(Chelonia mydas)的丰度和密度,研究人员在四个调查区域进行了带状样线航空调查(strip transect aerial surveys),覆盖了约66%的浅水栖息地(深度<200 m),在这些区域中计数了海龟,以及其他物种如儒艮和其他海洋哺乳动物、鲨鱼和鳐鱼。相应的丰度估计进行了建模,以考虑感知偏差(perception bias,即调查者是否看到了可被观察的海龟)和检测偏差(detection bias,即海龟是否可能被看到)。研究结果表明,在200 m深度等深线(bathymetric contour)与沙特阿拉伯海岸之间可能存在约201,427只绿海龟。然而,海龟位置与珊瑚礁邻近度之间存在统计学显著关系,超过90%的海龟发现于珊瑚礁结构(coral reef structures,包括沿岸礁、堡礁或环礁)3500 m范围内,因此使用均匀分布假设的估计是不合适的。根据该缓冲区面积调整后,研究人员估计在礁结构附近约有95,000只海龟(95%置信区间[CI]:64,000–142,000)。这些发现代表了红海绿海龟的首次丰度估计。随着时间的推移,此类调查可以识别种群结构、分布和丰度的变化,并为保护和管理机构提供信息。
绿海龟(Chelonia mydas)作为全球受威胁的海洋旗舰物种,长期面临兼捕、栖息地丧失、塑料污染及气候变化等多重人为与自然压力。尽管科学管理对物种恢复至关重要,但海龟生命周期大部分在海上度过,而过去研究多集中于易于观测的筑巢海滩,导致对海上分布与丰度的认知严重缺失,尤其在不同生命阶段(如幼体、亚成体、成体)的栖息地利用模式方面。沙特阿拉伯红海地区的绿海龟研究虽有进展(如卫星追踪、巢址描述),但缺乏基于大尺度海上调查的丰度基线,限制了重要海龟栖息地(IMTAs)的划定和国家保护行动的设计。为此,研究人员开展了红海首次大范围带状样线航空调查(strip transect aerial surveys),旨在估算海上绿海龟的丰度与分布,为科学管理提供依据。该研究成果发表在《Ecologies》上。
研究人员采用的关键方法包括:(1)航空调查设计:2022年2月至5月,利用直升机沿四个调查区域(覆盖约66%浅水区,深度<200 m)进行带状样线飞行,飞行高度约215 m,速度约130 km/h,两侧各200 m条带宽度,总航线达6026 km,覆盖4248.5 km2。(2)偏差校正:基于时间深度记录器(TDR)获取的10只绿海龟潜水数据,计算可用性偏差(availability bias,海龟被检测到的概率);并从文献汇总的感知偏差(perception bias,观察者漏检概率)范围中采用中心估计值0.65进行校正。(3)丰度估算:采用蒙特卡洛模拟(10,000次迭代)和比率法外推,并针对海龟与珊瑚礁的强空间关联(>90%在3500 m内)计算礁关联栖息地丰度;同时进行敏感性分析评估不同参数假设的影响。
研究结果如下:
3.1 海龟目击的分布与丰度——原始计数:共记录186次目击事件,包含388只个体,主要为大型亚成体/成体,仅在Ras Baridi东南部浅水海草床发现一处幼体聚集地(含36只幼龟)。多数目击靠近珊瑚礁结构,距礁距离呈指数衰减,>90%目击发生在珊瑚礁3500 m范围内。
3.2 环境条件对检测的影响:(1)眩光效应:对比高眩光侧与无眩光侧的检测率,速率比为1.48(95% CI: 0.85–2.57,p=0.168),无显著影响,表明调查时间与方向设计有效减轻了眩光。(2)海况、云层与雾:准泊松广义线性模型显示,海况(F
(2,5)=0.12,p=0.89)、云层(F
(1,5)=0.05,p=0.83)和雾(F
(2,5)=2.88,p=0.15)均无统计学显著关联,因大部分调查在晴朗(87%)、轻浪(97%)条件下进行。(3)环境校正评估:鉴于未发现可靠效应,丰度估计中未引入环境校正因子。
3.3 丰度估计:蒙特卡洛模拟结果显示,四个调查区域总面积(52,804 km2)内的丰度均值为133,763±27,683只(95% CI: 90,710–199,906);外推至整个200 m等深线区域(79,515 km2)则达201,427±41,686只(95% CI: 136,595–301,028);但基于礁关联栖息地(37,422 km2,即珊瑚礁3500 m缓冲区)的优先估计均值为94,797±19,619只(95% CI: 64,286–141,672,变异系数CV=20.7%),对应密度为2.53±0.52只/km2。
3.4 敏感性分析:可用性偏差假设对丰度影响最大(导致约2.4倍变异),感知偏差影响次之(约2.5倍变异),区域权重(内权重50:30:20 vs. 均匀33:33:33)影响较小。全部敏感性情景下礁关联丰度范围为23,699–144,754只,蒙特卡洛95%置信区间基本覆盖该变异,表明估计结果可靠。
讨论部分总结:本研究首次为沙特阿拉伯红海绿海龟提供了偏差校正的丰度基线,确认了成体/亚成体的广泛分布以及Ras Baridi东南部作为关键幼体发育区的热点地位。研究指出,这些热点区域面临渔获物兼捕(尤其在Al Lith以南至Farasan群岛的商业渔业)、船舶碰撞、污染等持续威胁,且大部分热点不在现有保护区内(除Farasan群岛海洋保护区)。与年度筑巢雌龟数量(约500–1000只)相比,约95,000只的丰度估计在考虑自然与人为死亡率后显得合理,且与澳大利亚大堡礁北部的量级一致。未来需在非筑巢季节(11月至2月)开展调查以区分常住与迁徙个体,并建议采用更高分辨率TDR、双观测员协议等方法改进偏差校正。结论部分:尽管存在局限性(如TDR深度分辨率粗、缺乏调查特异性感知偏差数据),本研究建立了沙特阿拉伯红海绿海龟丰度的重要基线,并提供了一种可复制的调查方法用于盆地尺度的种群监测。重复采用一致方法的调查将能够检测种群变化并指导适应性管理,同时该调查还提供了儒艮、鲸类、鲸鲨及蝠鲼等多物种的分布与丰度数据,成为高效的多物种数据收集工具。