豚躍三娘灣（5）：科學家是如何研究白海豚的？
吳世林 / 文
我一定要動員整個社會的力量，把地球上最後一群年輕健康的中華白海豚保護下來。欽州灣、北部灣的經濟發展和自然保護一定要取得雙贏。這就是我最終的目標。
——潘文石
4.數量之謎
知道我要寫三娘灣白海豚的報告文學，經常關注海豚的市外宣辦曾主任對我說，你若要看白海豚，就去找潘教授。教授年年都數過了，最清楚，例如，2010年有184只。
生活在茫茫大海里的海豚，又不是家裡圈養的雞鴨，真能數得過來嗎？
三娘灣的海豚，究竟有多少隻？在三娘灣走訪，我就這個問題問過觀豚快艇的司機，經常在淺海打魚的漁民，還有管理區的幹部。真的是184只嗎？真有這麼準確嗎？他們都肯定地說，教授數過了，肯定是。採訪欽州學院鯨豚專家吳海萍副教授時，她也有個研究團隊常年在三娘灣海域觀測白海豚，前幾天還發微信朋友圈，曬了很多海豚的照片，說今天拍海豚拍到手都軟了，看得出她興奮得很。她也認為200只左右是會有的。
三娘灣白海豚 謝勇雲攝
184只海豚是怎樣數出來的？
2015年5月的一天，在北京大學北部灣白海豚保護與研究中心的辦公室裡，潘教授的得力助手劉博士接受我的採訪，講述了他們的研究工作。
吳：您是什麼時候來到三娘灣研究白海豚的？
劉：2004年4月，教授把第一個野外工作站設在欽州三娘灣村，決心把這片海域當作一個自然保護的“實驗室”。我就是從那個時候開始參與到白海豚研究的。
吳：當初是如何收集白海豚的數據並進行研究的？
劉：在研究的初期，要弄清楚白海豚的分佈格局及種群數量是非常不容易，但又是極其重要的。我們採用最直接的辦法，就是乘坐漁船和快艇到海上去尋找白海豚的蹤影；利用照相機、攝像機和GPS記錄它們的形態、行為和活動地點。由於海豚和我們人類一樣，都是哺乳動物，需要用肺進行呼吸，所以，它們會每隔一段時間，就躍出水面呼吸一次。當它們露出水面呼吸的時候，通常都可以看見它們身體的一部分，多數是背鰭。因此，背鰭上的標記成為最常用的識別特徵。野外工作的重要內容是拍攝海豚。我們科研人員出海尋找海豚，拍攝到足夠多的照片再返航，每次出海少則二三小時，多則六七小時，並保證每個月出海3天以上。2012年購置了自己的快艇之後，當我們的主要研究團隊不在三娘灣的時候，我們的三娘灣駐地工作團隊也會以每週3次的頻率出海收集數據。他們收集的數據主要包括：GPS數據、海豚的數量和體色信息、肉眼可以分辨的特徵個體信息，特殊行為信息及環境信息等。他們也會利用高清數碼望遠鏡進行視頻採集。
劉：從2004年至今，我們共收集到了30多萬張海豚照片，上千段視頻及數千個GPS定位點。從這些資料中，我們漸漸瞭解北部灣白海豚的活動範圍、種群數量、季節性遷移、發情、交配、產仔、覓食等方面的初步情況，逐步揭示出白海豚的海上神秘生活。我們特別關注白海豚所在的淺海-近岸-河口生態系統的生物多樣性，以及這裡的入海河流的流域狀況，期望通過系統整理北部灣的每一個生態學大事件和白海豚種群數量及行為變化間的關係，來明晰維持這個地理種群繼續生存下去的保護策略。
劉：收集了足夠多的數據之後，我們接著對數據進行科學分析。我們從中國沿岸所有白海豚種群的分佈，歸納、總結出白海豚分佈的自然特徵，認為熱帶和亞熱帶的河口、內灣等水深不足10米的淺水區，以及潔淨且水量充沛的淡水河口，是白海豚賴以生存的首要條件。2004年至2012年的1080個野外調查定位點數據，揭示了北部灣的白海豚主要分佈範圍在欽州的三娘灣至大風江口，生存於人類活動狹縫中的白海豚種群正面臨著前所未有的危機。
吳：你們是如何估算白海豚的種群數量的？
劉：種群的數量是保護工作的最基本信息之一，它可以定量地告訴我們保護的目標和保護的效果。例如，自然災害、某些保護措施或人類活動對海豚的種群會有什麼影響？數量也可以反映種群的健康狀況，是否每年都有足夠數量的幼體出生以滿足種群的平衡和發展？好吧，下面我就來說說，我們是如何估算白海豚的種群數量的。
劉：科學研究，就要有科學的方法，不能空口講大話。我們先來弄懂幾個概念，一個是全部計數法，一個是標記-重捕法。
劉：大家還記得外出郊遊時，老師讓大家挨個報數嗎？一個一個計數，是統計一定範圍內個體數量的最精確的方法。這種方法叫全部計數法。這種方法，在一輛車上，或一個教室裡，容易做得到。但是，在多數實際情況下，計數野生種群中的每個個體是不可能的。對於海豚來說，生活在海里，個體數量多，分佈範圍大，且不斷移動，就造成了不能進行一個一個報數的精確計算的原因。這樣，我們就得選用其他的辦法來計算。我們的計算方法，叫標記-重捕法。基於照片識別的標記-重捕法，是當前在三娘灣及附近海域進行白海豚數量調查的最適宜的方法。
吳：請您說說標記-重捕法，以及如何運用基於照片識別的標記-重捕法來統計三娘灣海豚的數量的？
劉：我們舉個簡單的例子來說明吧。假設在一個池塘裡有50條魚，實驗者想要確定這個種群的數量。他第一次取樣，取了10條魚，並給它們逐一做了標記。然後，他把這10條被標記過的魚放回池塘，並等待了幾個小時，使被標記的魚和沒被標記的魚混勻。幾個小時之後，實驗者進行第二次取樣，這次捕獲了15條魚，其中，4條是被標記過的，就意味著它們被重捕了，另外11條是沒有被標記過的。通過這樣的方法，再通過一定的數學公式進行計算，就可以估算出池塘裡的魚的總數。這種方法，就叫傳統意義的標記-重捕法。以前，科學家們曾用這種方法來估算魚的種群數量、水鳥的種群數量等。但是，有一些物種，例如，三娘灣的白海豚，由於以下的原因，不適用於傳統的標記-重捕法。第一，在捕捉和標記的過程中，總會有受傷和死亡的危險存在，這是瀕危物種所不能承受的。第二，由於它們的體型、速度、智力和生活環境，要捕獲它們並進行身體上的標記，需要投入大量的物力、財力，並具備豐富的工作經驗。
劉：幸運的是，很多白海豚身上都具有獨特的可辨認的個體特徵可以作為天然標記。它們身上的斑紋、缺刻、傷口等標記可以保留較長的時間，可以作為個體識別的依據。這樣，我們通過為它們拍照片，辨認出不同的個體。這種基於照片識別的標記-重捕法，簡稱照片重捕法。在照片重捕法中，動物身體上的天然標記替代了人工標記，拍攝照片替代了真正的捕捉。近年來，很多研究都利用這一方法，並取得了很好的效果。
劉：通過照片識別，我們從二三十萬張照片裡，辨認出每一個海豚並建立了一個可識別的個體數據庫。通過野外觀察和照片分析，我們計數了可識別個體被觀察到的總只數佔觀察到的全部只次數的百分比，再利用這個百分比，就可以估算出海豚種群的總數量了。
劉：2004年至2006年，我們以繪製發現曲線的方法得到當時的白海豚種群數量約為96只。我們又以MARK軟件的POPAN模型分析了2010年的重捕數據，結果顯示：2010年，有184只海豚個體留居或曾訪問過三娘灣。根據每個個體的重捕次數，我們推斷可能有部分個體是常年生活在三娘灣的，而部分個體只是偶爾到達或經過此地。這些數量說明，在欽州的三娘灣，存留著一個有一定數量的、健康的、極具保護意義的白海豚種群。
（下期預告：下期將告訴您，為什麼說三娘灣的白海豚是地球上“最後一群”年輕健康的中華白海豚。敬請關注。）
閱讀更多 世林細語 的文章
