寻找天使的微笑,江豚科考用到哪些“科技眼”

来源:科技日报 | 2022年09月22日 16:47
原标题:寻找天使的微笑,江豚科考用到哪些“科技眼”
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  段斌 科技日报记者 金凤

  9月20日7:30,初秋的长江江畔略带寒凉,江风掀起的细浪沾衣欲湿。长江扬州段仪征码头,中国渔政031、038两艘科考船已经带好一天的补给,准备继续起航。

  前一日,2022年长江江豚科学考察正式启动。这次考察是继2006年、2012年和2017年后的第4次长江全流域江豚科学考察,也是长江十年禁渔实施后首次流域性物种系统调查。

  038科考船的后甲板上,中科院水生生物研究所研究员王克雄老师正在带领团队准备科考器材,十分钟不到,大家已按照分工各就各位。

  长江江豚素有“水中大熊猫”之称,是我国国家一级重点保护野生动物,属于长江中特有的淡水鲸豚类动物,也是评估长江生态系统状况的重要指示物种。

  那么,在此次科学考察中,有哪些高科技助力?又有哪些相较于前三次江豚科考的不同之处?

  “水上+水下”,全方位捕捉江豚讯号

  因为江苏地处长江中下游,水面宽阔,风浪较大,考察使用的渔政船根据实际情况进行了专业改造,搭建了专门的观察平台。

  在观察平台上,三名考察队员正在用望远镜观察江豚,每人身着救生衣,背后系有安全绳。由于是船上观察,为减轻风浪、船体晃动等影响,每个望远镜下均有一个简易的木质支撑,三人负责三个不同角度,一人负责数据记录。

  考察船前方的自动影像辅助系统也在采集影像资料,同步记录长江沿岸带生境、岸线、航运等环境信息。

  “目视考察是科学考察中最核心的部分,采用截线抽样法。为保证与前两次长江江豚考察数据的可比性,本次目视考察的方法与2006、2012和2017年完全相同。”南京师范大学教授、鲸豚类专家陈炳耀介绍。

  “由于每个人的体能、目测范围等存在一定的差异,为保持观察者精力充沛,观察人员每半个小时轮换一次位置,换下来的队员要及时休息,补充能量、闭目养神。科考前,我们对所有队员都进行了专业培训。”记者了解到,此次新尝试的自动影像辅助系统辅以后期人工智能AI识别,能够在一定程度上弥补由于观察队员观察能力差异导致的种群数量估算误差,有助于客观记录和分析长江江豚种群现状。

  据悉,水下部分主要采取被动声学和环境DNA技术进行考察。中科院水生生物研究所研究员王克雄一边介绍,一边和同事一起将声呐设备用拖绳放入江中。

  “被动声学考察主要是将收声声呐放入水中,声呐系统由两部分组成,一部分是通过收集信号判断周边水域有没有江豚、这部分占用内存少,但不能全过程收集声波;还有一部分是持续收集声波,能够形成一天的波形记录;两部分结合,可以有效判断江豚分布和数量。”王克雄说。

  在031科考船上,中科院水生生物研究所郑劲松研究员正在使用采水器采集水样,他介绍,“环境DNA技术是一种新兴的物种监测手段,其原理是通过对长江干流水样的连续采样,获取水样中残留的水生生物种类信息,基于不同水域的江豚分布与相对密度等信息,有助于对长江江豚分布数量极少江段的分布信息进行补充。”

  为什么有了这些“黑科技”,还要人眼观测?“科技手段的观测更加客观,特别是被动声学考察,已经普遍应用于鲸豚类考察,但和人眼观察相比,还缺乏观测的主动性,以及对重点水域重点关注的能力。自动影像辅助系统和环境DNA技术可以作为人眼观测的有益补充,在未来长江江豚种群及生境监测中具有较大潜力。”王克雄表示。

  “船前+船后”,保障科考作业运行通畅

  “船舶动态、船舶动态,我是038科考船,我们正在进行科考作业,即将进入高支锚地,船后拖有100米作业工具,请运行船只提前避让,及时沟通船舶动态。”这样的对讲提醒,对一直盯在驾驶舱的038科考船船长戚忠春而言,一天要重复上百遍。

  此次江苏段长江江豚科考由031、038两艘科考船由西向东进行,分别沿在长江南北两岸同时作业,所以北侧科考船在行进方向上与商船恰好相反,属于“逆向行驶”,这就需要船员注意力高度集中,随时提醒过往船只避让。除了喊话提醒,船前还有专人挥旗提醒。

  船前在忙,船后来自三峡大学的刘国勇教授也没闲着,记者注意到,连续两天的行程里,刘国勇基本一直都坚守在船尾,这里螺旋桨噪音最大、掀起的浪花时常拍打到刘教授身上,所以刘国勇把自己裹得严严实实。

  “主要是时刻关注声呐周边情况,确保其正常作业环境,如果遇到有船舶从尾部穿行或靠近,就要及时收起声呐系统,防止声呐系统被其他船舶撞击受损。”刘国勇介绍,“昨天就收起了两次,这个大意不得,万一打坏,我们就相当于失去了耳朵。”

  “岸上+江上”,全时空联动提升科考效率

  “邗江渔政大队,邗江渔政大队,031、038科考船1小时后即将通过润扬大桥,请提前检查通行条件,调频6频道,保持通讯畅通。”

  “邗江收到,邗江收到。”

  科考船行进过程中,时常发现远处有渔政船行驶,扬州江都区渔政大队张蜀介绍,“根据江苏省统一部署,科考期间相关市县渔政船接力护航,确保安全顺畅。”

  “为确保此次科考顺畅高效,我们提前召集沿江八市部署任务,并进行了推演,两艘科考船行进过程中,都有当地渔政船在不影响科考作业的前提下进行远距离护航,以及时应对突发事件。”江苏省农业农村厅渔业处姚蕾处长介绍,“我们根据行进速度,提前预判了船舶加油及准备物资的地点,各地根据要求提前准备好饮用水、简易食品等,船舶停靠加油同时搬运物资,大大节约了停泊时间。”

  “科考038,我是031、我是031,请报水深航速。”

  “038收到,038收到,水深16米,距离岸边300米,航速14.8公里每小时。”

  “请保持当前航速继续前行。”

  ……

  科考过程中,031、038之间类似的通话持续不断。陈炳耀介绍,目视考察方法要求两船前后出发时间间隔半小时左右或间距5公里,避免观察上的相互干扰与重复计数。考察船速保持在每小时14-15公里最佳。科考船之间要通过相互提醒来确保方式方法的一致性。

  “中游+下游”,全流域分段同步实施

  据悉,本次科考和以往三次最大的不同是,不再是一支队伍干到底,而是采取分段同步实施的方式进行。考察范围包括长江干流中下游段约1600公里江段,洞庭湖、鄱阳湖湖区及部分长江支流江段,由120余名考察队员、20余艘渔政船艇同步实施。

  其中干流考察于9月19日启动,两支队伍分别在武汉市和荆州市启动,负责长江干流宜昌至鄱阳湖口段考察;另外两支队伍在南京启动,负责长江干流鄱阳湖口至马鞍山段、长江干流南京至河口区江段考察。江苏段两艘科考船共有30余名科考队员,干流考察预计持续时间8天左右,整体将于9月底前后结束。

  随着科考船不断行进,中科院水生生物研究所研究员王克雄感慨:“这次科学考察比以往几次的感觉要好很多,一方面长江两岸的生态环境有了明显改善;另一方面得益于长江十年禁渔,以往科学考察期间江上有很多渔船,水下还有网具,科考船经常出现通行难,现在畅通无阻,也大大提高了科考效率。”

  两天下来,科考船每天行驶约10个小时,保持匀速不停。科考队员们交替观察,为了方便作业,大家的午餐选择了简易的自热米饭。

  “辛苦是肯定的,科考不但是脑力活、更是体力活。”上海海洋大学李建华老师说,“但是看到江豚出现的时候,疲惫瞬间就会一扫而空,虽然时间很短暂,但我知道它就在那儿,母亲河对我们的回应就在那儿!”

  (以上图片均由科考队提供)

编辑:康雅婷 责任编辑:丁鹏飞
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