摘要
鲸类（Cetacean）寿命长、营养级高，对海洋生态系统种群动态、营养循环和结构功能产生重要影响，是评估海洋生态系统的关键哨兵物种。因此，鲸类成为海洋保护的重要目标。然而，由于栖息地退化、渔具缠绕、船只撞击以及气候变化等因素，鲸类正面临严重威胁，迫切需要采取紧急措施来保护这些重要物种及其栖息的生态系统。东海是中国鲸类的重要栖息地，观测到的鲸类种类数约占全球的39%。这一特别的海洋哺乳动物已获得越来越多的保护关注，尤其是在2018年《中华人民共和国野生动物保护法》进行重大修订，将更多的鲸类列为一级国家重点保护动物。然而，收集这些海洋巨兽的全面数据一直是一项艰巨的任务。只有全面了解区域内的鲸类分布特征，才能更好地制定具有区域针对性的鲸类保护和管理策略。 本论文汇总了历年鲸类搁浅以及调查监测数据，对东海海域鲸类的搁浅变化特征、监测方法、空间分布和适宜栖息地进行了研究。首先，聚焦我国东海鲸类搁浅信息，分析了1990至2021年东海沿岸鲸类搁浅数量的时空变化趋势，并利用结构方程模型分析了鲸类搁浅与气候、海水理化性质和人类活动之间的关系；随后，系统诊断鲸类调查方法的优势和局限性，通过引入环境 DNA（Environmental DNA， eDNA）技术，比较了 eDNA、当地生态信息收集（Local Ecological Knowledge， LEK）和目视调查等监测手段侦察鲸类的效能，为研究东海鲸类组成、分布和行为奠定了重要基础；最后，基于叶绿素a、海表温度、海表盐度等环境因子，应用最大熵模型（Maximum Entropy Model，MaxEnt）构建东海常见鲸类的适宜栖息地分布，并在此基础上借用系统保护规划软件（Marxan）探讨了东海鲸类保护区甄选、优化布局和管理策略。本文主要结果和结论如下： （1）研究结果揭示了鲸类搁浅的时空变化特征，通过Dickey-Fuller检验和Mann-Kendall趋势检验，显示时间序列呈现出平稳性，未检测到显著的上升或下降趋势。季节性分析表明整体上没有显著的季节差异，但东亚江豚（Neophocaena asiaeorientalis sunameri）搁浅数量呈季节性分布，春季(3至 5月)显著增加，这一时期与该物种误捕和意外伤害事件发生高峰期相吻合。利用热点分析(Getis-Ord Gi*)揭示了搁浅鲸类的空间分布格局，发现搁浅呈明显的聚集模式，在台湾海峡两岸存在显著的搁浅热点区域，而东海北部搁浅频率较低。 （2）选取太平洋年代际涛动指数（Pacific Decadal Oscillation，PDO）、东亚夏季风指数（East Asian summer monsoon index，EASMi）、海平面压力、风暴潮发生次数、海表温度、海表盐度、渔船总功率、年度捕捞量8个变量，利用结构方程模型探寻鲸类搁浅的关键主控因子。根据捕捞因素的时间变化特征，以 2006 年为分界线，分别建立了独立的结构方程模型。在利用 Fisher''s C检测的多个模型中，通过比较AIC值选择最终模型，两个时期内，模型对搁浅变化解释率分别为59%和65%，且表现出不同的关键主控因子。1990-2006年，风暴潮、沿海渔业和太平洋年代际振荡与搁浅事件有关。2007-2021 年，盐度和冬季海表温度成为影响鲸类搁浅的重要因素，气候指数仅通过其与海表温度和盐度的关联，产生了间接影响。结构方程模型揭示了环境变化对搁浅的级联效应。 （3）系统比较了目视调查、LEK和eDNA三种监测方法在东海鲸类监测结果中的差异，为获取物种组成、分布和行为数据奠定了重要基础。在为期27天的目视调查中，总计记录到13种鲸类，主要来自齿鲸亚目。此外，空间热点分析显示鲸类主要分布在东海南部。走访调查和渔民目击记录种类同样以齿鲸亚目鲸类为主，但除了东海南部外，东部也是记录的热点区域。eDNA技术检测到了目视调查较少记录的东亚江豚，同时，该方法能够扩展识别周围水体潜在的饵料组成，结合先前的研究对比发现日本鳀（Engraulis japonicus）和凤鲚（Coilia mystus）是东亚江豚的主要饵料生物。比较三种方法后，我们发现各种调查方法均存在优缺点，例如目视调查受天气因素的影响、物种识别主观性强，走访调查实时性较差等，因此，我们建议在实际调查中综合应用这三种方法。在调查规划阶段，整合收集LEK，确定鲸类出现的热点区域和时间段。随后将目视调查作为主要调查内容，辅以eDNA技术，提高物种识别的准确性，尽量避免错过隐蔽性较强的鲸类，eDNA技术的非入侵性使其成为濒危动物研究的重要手段。 （4）选取东海常见鲸类物种瓶鼻海豚（Tursiops truncates）、热带点斑原海豚（Stenella attenuata）、伪虎鲸（Pseudorca crassidens）、东亚江豚、灰海豚（Grampus griseus）、真海豚（Delphinus delphis）为保护目标，通过 MaxEnt评估各个环境变量对其栖息地偏好的重要性，模拟生境适宜性分布格局。随后，基于MaxEnt得出的物种分布特征对保护目标进行确定，通过敏感性分析方法确定物种惩罚因子，以渔业捕捞努力量为保护成本，得出最优解及不可替代性分析结果为基础，为东海鲸类海洋保护区设计提供参考。 本研究为深入了解鲸类的组成、分布和行为提供了关键信息。下一步，建议进一步完善监测网络和方法，提高对鲸类生态系统的了解。其次，关注新的环境变化因素，持续跟踪鲸类时空动态。此外，加强与渔业、航运等相关行业的合作，共同制定更为有效的鲸类保护和管理策略，确保其栖息地的可持续发展。最后，通过国际合作，拓展研究范围，建立科学高效的鲸类保护区，促进海洋生态平衡。
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