林方舟

2022年9月23日,科考人員在湖北石首水域進行觀測工作。圖片|新華社
“發現江豚!一頭,距船200米,離岸300米,角度30度!”右船頭緊握望遠鏡觀察湖面的觀察員突然大聲吼道,試圖蓋過科考船發動機隆隆的巨響,身后的記錄員奮筆疾書。
順著科考隊員目視的方向,一顆芝麻大的黑色圓點嗖的一下浮出水面,不到一秒鐘就沉入水中,隔了不到10秒鐘,又在距上個出水點約40米遠的地方一閃而過,一共出水三四次,便再難見到身影。
2022年9月底至10月初,來自全國的120名科考隊員,走遍了1600公里的長江干流、洞庭湖、鄱陽湖以及未通航支流的所有水域,只為了同一件事——摸清長江江豚和棲息地的現狀。
這是繼2006年、2012年和2017年后第4次長江全流域江豚科考。江豚是我國國家一級重點保護水生野生動物,屬于長江中特有的淡水鯨豚類動物,是評估長江生態系統狀況的指示物種。
此前3次科考結果揭示,長江江豚種群數量分別為約1800頭、約1040頭、約1012頭,種群極度瀕危。20世紀90年代,長江干流長江江豚種群數量約2550頭。
不過2022年的第4次長江全流域江豚科考,人們有理由充滿希冀。2021年,長江十年禁漁政策實施、長江保護法施行,這條養育了4億人口的大河開始休養生息,江豚的棲息地環境正在好轉,但不容忽視的是,對于江豚這種妊娠期比人類還長的哺乳動物而言,談數量增加可能還為時尚早。

鄱陽湖江豚數量約占種群總數量的一半。9月28日—29日,當科考隊員在此調查時,湖泊正遭遇考驗。2022年9月23日,江西省水文監測中心升級發布干旱紅色預警,鄱陽湖星子站水位跌破7.11米的歷史極值,湖泊水域面積縮小了近九成。
記者隨鄱陽湖段科考隊親歷了兩天的考察,科學家們發現江豚在鄱陽湖的分布情況明顯改變,開闊但水淺的湖區難覓豚影,狹窄但水深的水域成為江豚的庇護所,但庇護所的環境復雜,包括水位再降低就與外界隔絕的沙坑和船舶川流不息的航道。
擱淺、食物匱乏、噪聲等人類活動干擾都將在漫長的枯水期伴隨著江豚。與此同時,岸上的人類也已做好伸出援手的準備。
江豚平均每6.4秒發聲一次,發出的脈沖信號被兩個負責在水下接收聲波的水聽器接收,聲源與兩個水聽器構成一個三角形,通過水聽器的角度和收到聲波的時間差,可以模擬出聲源的位置,也能識別出江豚的數量。
在人類面前,野生動物總是膽怯且善于隱藏的,江豚也不例外。
靠肉眼發現江豚并不容易。它們很少出現在科考船100米范圍內,出水高度不高且換氣速度很快,黝黑色的皮膚在環境中并不顯眼。太陽照在湖面上,水面波光粼粼,盯的時間久了,新手不僅眼睛干澀發疼,還常常會將遠處泛起的水花誤認為出水的江豚。
參加科考的隊員們告訴記者,觀測江豚并無什么技巧,全憑經驗,“就跟觀鳥一樣,新手總是找不到鳥,但看得多了,便更容易發現”。
科考隊把鄱陽湖全部水域分為5段,5個小組各負責一段,每個小組有目視組和聲學組兩艘船。每天清晨至傍晚,5個小組同時出發,按照設計好的5條路線折返一次,第二天再交換路線重走一遍。兩天的科考行程,相當于把鄱陽湖考察了4遍。


被動聲學儀器準備。圖片|中科院水生所
靠肉眼和望遠鏡觀察的科考隊員屬于目視組,由5名隊員組成,2名最前方的觀察員分別站在船頭左右,負責船兩側的觀察任務,1名記錄員身處其后,組成一個三角形。1名經驗最豐富的人擔任獨立觀察者,站在3名隊員后方,負責查缺補漏。剩下1名隊員休息。在烈日和風浪下全神貫注地搜索湖面的江豚身影非常耗神,需要每30分鐘輪崗一次,以保證隊員精力充沛。
在目視組后方數百米,跟著聲學組的科考船。在長江干流考察時,目視組和聲學組的科考隊員本在同一艘船上。但由于干旱致使鄱陽湖水位降低,科考船由50噸的漁政執法船更換為小漁船,甲板上站5個人已顯得擁擠,只能把目視組和聲學組分開。
聲學組最主要任務就是在起航時將聲吶設備置于水中。鄱陽湖科考隊隊長、中國科學院水生生物研究所副研究員梅志剛告訴記者,江豚平均每6.4秒發聲一次,發出的脈沖信號被兩個負責在水下接收聲波的水聽器接收,聲源與兩個水聽器構成一個三角形,通過水聽器的角度和收到聲波的時間差,可以模擬出聲源的位置,也能識別出江豚的數量。
本次江豚科考沿用了歷次科考的方法。目視組科考隊員使用的方法叫“截線抽樣法”,這也是國際上調查鯨豚類主流的方法。
“截線”就是科考船行駛的調查路線,需要經過設計,確保能代表性地覆蓋江豚的分布區。科考船行駛時,船上的GPS定位裝置全程開啟,科考隊員發現江豚后,不僅要記錄江豚至科考船之間的距離、角度,還要記錄科考船和江豚距最近河岸的距離等信息。
“我們過去研究發現約80%的江豚生活在近岸300米的水域,隨著離岸距離增加,江豚分布逐漸減少。”梅志剛說,“按照理論設計,截線要切割江豚的分布密度梯度,也就是橫向行駛。這在航運繁忙的長江干流極其危險。因此我們改進了考察方案,科考船設計沿著距岸300米左右的路線行駛,既沒有擠壓到江豚的生境(物種或物種群體賴以生存的生態環境),觀察者的視野也很好。后期再通過對數據的重采樣來實現對密度梯度的切割。”
目視組與聲學組記錄的數據需要相互交叉驗證。比如,聲吶設備可能會被貨輪噪聲干擾,路過大型貨輪時,梅志剛總是催促科考船駕駛員趕緊駛離,否則江豚發出的信號會淹沒在輪船的噪聲中。目視組觀測到輪船邊的江豚時,會特意備注江豚離輪船的距離,以便與聲吶設備監測的信息互補。
與此前考察不同的是,本次科考的裝備做了升級。一艘目視組的科考船裝配了中科院水生所開發的影像輔助觀察系統,它能利用AI技術“豚臉識別”,自動記錄江豚的數量和位置信息。“但水面的干擾因素太多了,比如波浪、眩光、漂浮物等。”梅志剛說,目前影像輔助觀察系統的識別精度約70%,這次科考采集的數據,將用以調校算法,提高準確率。除了自動識別,它還有一項重要的功能,記錄考察場景,用以回溯。
鄱陽湖豐水期調查江豚時曾使用的長航時無人機,這次沒有來到現場,原因同樣是新技術識別的精度還達不到科考要求,但如果應用在對精度要求不高的江豚分布調查,無人機技術已近乎成熟。
聲學組的裝備也有升級。一旦多頭江豚聚在一起,發出的聲波互相干擾,聲吶設備識別的精度會下降。梅志剛稱,在鄱陽湖的部分路線,科考隊員使用了自行研制的、性能更優的聲吶設備,它能檢測更遠、更弱的聲波信號,還能實時顯示監測結果。科考隊員此前使用的日本聲吶設備,一旦江豚群體超過5頭便難以識別,而新設備最多能識別8~10頭。
除此之外,本次科考還首次使用了全新的eDNA技術,能夠通過江豚留在水中的DNA信息,判斷江豚是否在此區域活動。

但無論多么科學的路線,多么先進的設備,多么經驗豐富的隊員,似乎都無法排除人的局限性。
“調查永遠不可能對水下生活的動物做準確計數,甚至今天和明天走的同一江段看到的數量都不同。”梅志剛說,“科考人員一定會漏掉江豚,這是必然的。”
江豚不會同時出水,總是交替呼吸,一旦群體數量大便增加了觀測的難度。在科考船上,觀察員有時拿不準剛剛看到的江豚到底是三頭、四頭,還是五頭,經驗豐富的獨立觀察者會協助判斷。路過江豚集中的水域,一群江豚剛出現十幾秒又出現下一群,觀察強度很大。
科考人員觀察到的江豚數量只是初步采集的基礎數據,并非最終結果,后續還要經過已設計好的模型進一步計算。搭建這個模型是梅志剛的主要科研方向。“我們在考察設計中就已加入了遺漏的概率校準,此前所有的實驗設計,都是為了算出盡可能準確的遺漏概率,這才是計算江豚數量的關鍵。”
科考開始前,所有隊員都參加了統一的培訓。“我最關注的是科考隊員有沒有嚴格遵照設計方案執行,而不是他們有沒有漏掉江豚,因為只有按照設計好的流程,最終計算的結果才能精準。”梅志剛稱。

江豚媽媽“福久”和小江豚“F9C22”在水中游動。圖片|新華社
模型努力排除多個變量的干擾。每個科考隊員的觀測能力都有差別,甚至觀察者站立的高度也會對觀測產生較大影響。每次出發前,科考隊員都得到了屬于自己的“誤差曲線”,考察中每天還會持續測試,并在考察完成后繼續刻畫專屬的“誤差曲線”。發現江豚后,記錄員會一并記下發現者,后期再通過算法校準。
記錄員還會記下發現江豚時的天氣,因為模型中有關于天氣狀況的影響因子。若是風平浪靜的陰天,更容易發現江豚,但如果陽光下水面產生眩光,則給目視出了難題。
2022年的枯水期,鄱陽湖的江豚都集中在西北部的通江水道,以及老爺廟水域的鄱陽湖長江江豚省級自然保護區附近。鄱陽湖東南部的地勢偏高,像個傾斜的碗,位于“碗口”的主湖區水位快要見底,部分甚至已成為草原,僅剩一個“碗底”。
兩天的科考結束后,幾艘返航的科考船還有了“意外收獲”。
行至部分湖段時,湖里的白鰱和鳙魚被科考船驚擾,噼里啪啦地從水面上躍起,有幾條甚至跳進了科考船的船艙里,目測有小臂長,10多斤重。“還有更大的呢,有一條胳膊那么長。”開船的老漁民見怪不怪。
“之前看到外國有魚跳到船上把人撞傷的新聞,我還不信,這次我真見識到了。”一艘科考船上的隊員竟被一條魚襲擊了,腰被撞得生疼。
自2008年以來,每年豐水期和枯水期,梅志剛都要到鄱陽湖調查江豚,但在2021年長江十年禁漁政策實施以前,他從沒在鄱陽湖見過這么多、這么大的“飛魚”。
梅志剛沒見過的鄱陽湖的另一面,還有創歷史紀錄的干旱。
鄱陽湖科考隊有3個小組本計劃在湖區開闊水面考察,但因為部分區域水位太低,原定的路線走不通了。“以前枯水期至少船還能開,有些地方太淺,大家下船推一把也能勉強過去,但今年不行了。”梅志剛說,往年湖區開闊水面還有不少江豚,但這次科考幾乎沒有在此發現豚影。
科考隊員們發現,2022年的枯水期,鄱陽湖的江豚都集中在西北部的通江水道,以及老爺廟水域的鄱陽湖長江江豚省級自然保護區附近。鄱陽湖東南部的地勢偏高,像個傾斜的碗,位于“碗口”的主湖區水位快要見底,部分甚至已成為草原,僅剩一個“碗底”。
江豚求生的本能,驅使它們前往深水區域覓食,而在連接長江與鄱陽湖的通江水道內,通行的貨輪比比皆是。梅志剛說,江豚在沒有捕食、沒有被驚擾的正常巡游狀態下,約每半分鐘出水呼吸一次。但科考隊員總能見到遠處的江豚隔幾秒就出水一次,甚至呈現跳躍,“其實這是一種高耗能的逃逸行為”。
有些江豚甚至前往沙坑覓食,這是當地早年采沙的遺跡,一些大型沙坑面積可達十幾平方公里。如果水位繼續降低,沙坑與江湖之間可能被隔斷,江豚將淪為困獸。
2022年的鄱陽湖不僅水位更低,枯水期也來得比往年更早。梅志剛稱,鄱陽湖的多數魚類在4月開始產卵,小魚需要在大片開闊水域中生長,但夏天提前進入枯水期,小魚失去了生境,江豚的食物資源量可能減少。每年4—9月是江豚的產仔高峰期,江豚產仔和母豚撫幼也需要淺灘水域,由于同樣的原因,江豚的繁殖也可能受了影響。
干旱之下,政府主管部門正密切關注著鄱陽湖的江豚,已做好出手相救的準備。
科考隊結束鄱陽湖考察的次日,鄱陽湖極枯水位長江江豚保護工作專題會召開,會議由江西省省長葉建春主持。會議提到了補水、投餌、船舶降重、降速、做好應急救護準備等措施。
10月10日,江西省水生生物保護救助中心研究員戴銀根對記者表示,最近幾天,江西多地降雨,三峽大壩也放了一些水,鄱陽湖水位已由最低時的6.6米回升至7.6米,“應該說危機在緩解”。
戴銀根說,目前發現有3個沙坑中棲息著江豚,它們都與主航道相連,江豚可以自由出入。前一陣水位低時,漁業資源監測顯示1、2號沙坑情況較好,但3號沙坑口的水位只有1.3米,有近50頭江豚生活在此,食物量還夠維持一兩個月。本計劃于10日在3號沙坑投放6000斤江豚愛吃的黃尾密鲴,專家稱每頭江豚每天可吃10斤,但隨著水位回升,投餌計劃遂暫停。
目前,鄱陽湖區(九江段)長江江豚主要分布區域航經交通管制水域的所有船舶已實施水上交通管制,航道船舶載重量減少,從而避免擱淺堵住水路,巡查及執法船舶的航速降至不超過15km/h,這與江豚的最大逃逸速度相同,確保“即便撞過去江豚也能跑得贏船”。
江西省農業農村廳漁業漁政局公布的預案初步提出,當星子站水位跌破6米時,啟動應急捕撈或應急遷地方案。戴銀根稱,遷地的原則一是就近,比如從沙坑遷到700多米以外的深水航道;二是確保生境相同,水深至少要達到7米。
“長江禁漁后網具基本都已銷毀,為了這次應急捕撈我們又重新定做了網具。”戴銀根說,其他工具如網箱、水箱、塑料水池、氣墊船、應急藥品等都已準備齊全。“這是迫不得已的最后辦法,希望它們都用不上。”
久旱后的甘霖沒能持續太久。江西省水文監測中心10月11日18時調整發布枯水黃色預警,預計未來一段時期內鄱陽湖水位繼續小幅上漲后轉為緩退。
“我認為,真正困難的時候,還不是我們看到的當下,而是接下來的冬天和2023年早春。”梅志剛說。
◎ 來源|南方周末