尋找天使的微笑,江豚科考用到哪些“科技眼”

2022-09-21 14:22:20 來源: 科技日報 作者: 段斌 金鳳

段斌 科技日報記者 金鳳

9月20日7:30,初秋的長江江畔略帶寒涼,江風掀起的細浪沾衣欲濕。長江揚州段儀征碼頭,中國漁政031、038兩艘科考船已經(jīng)帶好一天的補給,準備繼續(xù)起航。

前一日,2022年長江江豚科學考察正式啟動。這次考察是繼2006年、2012年和2017年后的第4次長江全流域江豚科學考察,也是長江十年禁漁實施后首次流域性物種系統(tǒng)調(diào)查。

038科考船的后甲板上,中科院水生生物研究所研究員王克雄老師正在帶領(lǐng)團隊準備科考器材,十分鐘不到,大家已按照分工各就各位。

長江江豚素有“水中大熊貓”之稱,是我國國家一級重點保護野生動物,屬于長江中特有的淡水鯨豚類動物,也是評估長江生態(tài)系統(tǒng)狀況的重要指示物種。

那么,在此次科學考察中,有哪些高科技助力?又有哪些相較于前三次江豚科考的不同之處?

“水上+水下”,全方位捕捉江豚訊號

因為江蘇地處長江中下游,水面寬闊,風浪較大,考察使用的漁政船根據(jù)實際情況進行了專業(yè)改造,搭建了專門的觀察平臺。

在觀察平臺上,三名考察隊員正在用望遠鏡觀察江豚,每人身著救生衣,背后系有安全繩。由于是船上觀察,為減輕風浪、船體晃動等影響,每個望遠鏡下均有一個簡易的木質(zhì)支撐,三人負責三個不同角度,一人負責數(shù)據(jù)記錄。

考察船前方的自動影像輔助系統(tǒng)也在采集影像資料,同步記錄長江沿岸帶生境、岸線、航運等環(huán)境信息。

“目視考察是科學考察中最核心的部分,采用截線抽樣法。為保證與前兩次長江江豚考察數(shù)據(jù)的可比性,本次目視考察的方法與2006、2012和2017年完全相同。”南京師范大學教授、鯨豚類專家陳炳耀介紹。

“由于每個人的體能、目測范圍等存在一定的差異,為保持觀察者精力充沛,觀察人員每半個小時輪換一次位置,換下來的隊員要及時休息,補充能量、閉目養(yǎng)神??瓶记?,我們對所有隊員都進行了專業(yè)培訓。”記者了解到,此次新嘗試的自動影像輔助系統(tǒng)輔以后期人工智能AI識別,能夠在一定程度上彌補由于觀察隊員觀察能力差異導致的種群數(shù)量估算誤差,有助于客觀記錄和分析長江江豚種群現(xiàn)狀。

據(jù)悉,水下部分主要采取被動聲學和環(huán)境DNA技術(shù)進行考察。中科院水生生物研究所研究員王克雄一邊介紹,一邊和同事一起將聲吶設備用拖繩放入江中。

“被動聲學考察主要是將收聲聲吶放入水中,聲吶系統(tǒng)由兩部分組成,一部分是通過收集信號判斷周邊水域有沒有江豚、這部分占用內(nèi)存少,但不能全過程收集聲波;還有一部分是持續(xù)收集聲波,能夠形成一天的波形記錄;兩部分結(jié)合,可以有效判斷江豚分布和數(shù)量。”王克雄說。

在031科考船上,中科院水生生物研究所鄭勁松研究員正在使用采水器采集水樣,他介紹,“環(huán)境DNA技術(shù)是一種新興的物種監(jiān)測手段,其原理是通過對長江干流水樣的連續(xù)采樣,獲取水樣中殘留的水生生物種類信息,基于不同水域的江豚分布與相對密度等信息,有助于對長江江豚分布數(shù)量極少江段的分布信息進行補充。”

為什么有了這些“黑科技”,還要人眼觀測?“科技手段的觀測更加客觀,特別是被動聲學考察,已經(jīng)普遍應用于鯨豚類考察,但和人眼觀察相比,還缺乏觀測的主動性,以及對重點水域重點關(guān)注的能力。自動影像輔助系統(tǒng)和環(huán)境DNA技術(shù)可以作為人眼觀測的有益補充,在未來長江江豚種群及生境監(jiān)測中具有較大潛力?!蓖蹩诵郾硎?。

“船前+船后”,保障科考作業(yè)運行通暢

“船舶動態(tài)、船舶動態(tài),我是038科考船,我們正在進行科考作業(yè),即將進入高支錨地,船后拖有100米作業(yè)工具,請運行船只提前避讓,及時溝通船舶動態(tài)”這樣的對講提醒,對一直盯在駕駛艙的038科考船船長戚忠春而言,一天要重復上百遍。

此次江蘇段長江江豚科考由031、038兩艘科考船由西向東進行,分別沿在長江南北兩岸同時作業(yè),所以北側(cè)科考船在行進方向上與商船恰好相反,屬于“逆向行駛”,這就需要船員注意力高度集中,隨時提醒過往船只避讓。除了喊話提醒,船前還有專人揮旗提醒。

船前在忙,船后來自三峽大學的劉國勇教授也沒閑著,記者注意到,連續(xù)兩天的行程里,劉國勇基本一直都堅守在船尾,這里螺旋槳噪音最大、掀起的浪花時常拍打到劉教授身上,所以劉國勇把自己裹得嚴嚴實實。

“主要是時刻關(guān)注聲吶周邊情況,確保其正常作業(yè)環(huán)境,如果遇到有船舶從尾部穿行或靠近,就要及時收起聲吶系統(tǒng),防止聲吶系統(tǒng)被其他船舶撞擊受損?!眲陆榻B,“昨天就收起了兩次,這個大意不得,萬一打壞,我們就相當于失去了耳朵?!?/p>

“岸上+江上”,全時空聯(lián)動提升科考效率

“邗江漁政大隊,邗江漁政大隊,031、038科考船1小時后即將通過潤揚大橋,請?zhí)崆皺z查通行條件,調(diào)頻6頻道,保持通訊暢通?!?/p>

“邗江收到,邗江收到?!?/p>

科考船行進過程中,時常發(fā)現(xiàn)遠處有漁政船行駛,揚州江都區(qū)漁政大隊張蜀介紹,“根據(jù)江蘇省統(tǒng)一部署,科考期間相關(guān)市縣漁政船接力護航,確保安全順暢?!?/p>

“為確保此次科考順暢高效,我們提前召集沿江八市部署任務,并進行了推演,兩艘科考船行進過程中,都有當?shù)貪O政船在不影響科考作業(yè)的前提下進行遠距離護航,以及時應對突發(fā)事件。”江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳漁業(yè)處姚蕾處長介紹,“我們根據(jù)行進速度,提前預判了船舶加油及準備物資的地點,各地根據(jù)要求提前準備好飲用水、簡易食品等,船舶??考佑屯瑫r搬運物資,大大節(jié)約了停泊時間。”

“科考038,我是031、我是031,請報水深航速?!?/p>

“038收到,038收到,水深16米,距離岸邊300米,航速14.8公里每小時?!?/p>

“請保持當前航速繼續(xù)前行?!?/p>

……

科考過程中,031、038之間類似的通話持續(xù)不斷。陳炳耀介紹,目視考察方法要求兩船前后出發(fā)時間間隔半小時左右或間距5公里,避免觀察上的相互干擾與重復計數(shù)??疾齑俦3衷诿啃r14-15公里最佳??瓶即g要通過相互提醒來確保方式方法的一致性。

“中游+下游”,全流域分段同步實施

據(jù)悉,本次科考和以往三次最大的不同是,不再是一支隊伍干到底,而是采取分段同步實施的方式進行??疾旆秶ㄩL江干流中下游段約1600公里江段,洞庭湖、鄱陽湖湖區(qū)及部分長江支流江段,由120余名考察隊員、20余艘漁政船艇同步實施。

其中干流考察于9月19日啟動,兩支隊伍分別在武漢市和荊州市啟動,負責長江干流宜昌至鄱陽湖口段考察;另外兩支隊伍在南京啟動,負責長江干流鄱陽湖口至馬鞍山段、長江干流南京至河口區(qū)江段考察。江蘇段兩艘科考船共有30余名科考隊員,干流考察預計持續(xù)時間8天左右,整體將于9月底前后結(jié)束。

隨著科考船不斷行進,中科院水生生物研究所研究員王克雄感慨:“這次科學考察比以往幾次的感覺要好很多,一方面長江兩岸的生態(tài)環(huán)境有了明顯改善;另一方面得益于長江十年禁漁,以往科學考察期間江上有很多漁船,水下還有網(wǎng)具,科考船經(jīng)常出現(xiàn)通行難,現(xiàn)在暢通無阻,也大大提高了科考效率?!?/p>

兩天下來,科考船每天行駛約10個小時,保持勻速不停??瓶缄爢T們交替觀察,為了方便作業(yè),大家的午餐選擇了簡易的自熱米飯。

“辛苦是肯定的,科考不但是腦力活、更是體力活。”上海海洋大學李建華老師說,“但是看到江豚出現(xiàn)的時候,疲憊瞬間就會一掃而空,雖然時間很短暫,但我知道它就在那兒,母親河對我們的回應就在那兒!”

(以上圖片均由科考隊提供)

責任編輯: 冷媚