南极虎鲸、小须鲸与座头鲸水下发声特征分析

发布时间：2020-06-13 01:13

【摘要】：南极海域是海洋哺乳动物水下发声观测的理想区域之一,但国内针对该领域的研究却几近空白,本文以我国第33次南极科考期间获取的哺乳动物水下发声资料为基础,首次针对该海域的三种鲸类哺乳动物:虎鲸、南极小须鲸及座头鲸发声信号进行研究。通过对发声类型的识别,在普里兹湾及麦克默多湾海域记录到虎鲸发声信号,包括哨声信号、突发脉冲信号、倒u形声信号和回声定位信号;在普里兹湾海域记录到南极小须鲸发声信号,主要为下扫频信号及生物鸭叫信号;在麦克斯维尔湾及别林斯高晋海记录到座头鲸的社交发声信号。提取信号参数并进行分析,主要得出以下结论:1)在普里兹湾获取的虎鲸倒u形声信号、麦克斯维尔湾及别林斯高晋海获取的座头鲸高频社交发声信号、麦克默多湾获取的前后重叠哨声信号此前在南极海域未见报道,增进了关于南极海域哺乳动物发声的了解。2)普里兹湾虎鲸回声定位信号脉冲间隔变化具有显著的规律性,分析认为这种规律性是虎鲸为适应普里兹湾多海冰环境的结果。3)普里兹湾与麦克默多湾虎鲸均倾向于发出持续时间较短及无谐频形式的哨声信号,且两海域信号的持续时间分布接近,频率分布则麦克默多湾海域更为集中。同时,两海域的虎鲸均倾向于发出双声形式的突发脉冲信号,且双声低频部与高频部均存在一个显著的频率界限(普里兹湾:6.1 kHz,麦克默多湾:5.3kHz)。
【图文】：

南极区

南极虎鲸、小须鲸与座头鲸水下发声特征分析2图 1.1 南极区域图1.1.2 南极及其周边海域生物资源概况鉴于南极极端的气候环境，其陆地之上很难有植物生长，仅有一些低等的苔藓、地衣等植物见于南极大陆外缘，腹地区域则几乎为不毛之地。在其海岸和岛屿附近主要生存一些昆虫、鸟类以及海兽等生物，其中，企鹅是最常见的鸟类，海兽则包括海豹、海狮等。南极大陆生物资源十分稀少，不过，拥有独特水文特征的南大洋却具备极大的初级生产力，其均值约为全球其他海域的 6 倍。这吸引了众多的海洋生物在此栖息，南极周边海域生物种类虽然不多，数量却十分庞大，如南极磷虾资源十分丰富，其生物质能共计约 5.0×1011kg2。南极磷虾处于南极海域食物链的中心位置，为各种鱼类和海洋哺乳动物提供食物基础，正因如此，南极磷虾被认为是南极海洋哺乳动物分布的重要驱动力之一。目前南极以及亚南极海域的海洋哺乳动物已记录的有 7 科 21 种，其中处于南极海域食物链顶端的鲸类动物由于食物充足而数量众多，是南极海域最受关注的海洋哺乳动物。它们多数会随着季节的改变在热带或温带海洋与极地海洋之间迁徙，只有少数个体会常年栖息于南极海域。

示意图,虎鲸,南极海域,示意图

并非该海域独有的虎鲸物种。图 1.2 栖息于南极海域的四类虎鲸示意图1.2.2 虎鲸发声类型及研究现状作为海豚科的虎鲸，其声信号并非由类似于陆地哺乳动物的声带发出，而是由位于其换气孔下方，鼻孔中的两对“声唇”产生声信号并由额隆传递到水中[5]。通常将虎鲸叫声分成三种类型：哨声信号（whistle）、突发脉冲信号（pulsed call）以及嘀嗒声信号（click）[6]。哨声信号的时频结构为非脉冲形式的连续波形，具有窄带调频特征，有少数或者无谐波及旁瓣结构，在虎鲸的社交活动中常见，主要用于短距离信息的交流[7-8]。突发脉冲信号是一种以极高速率发出的数个短脉冲信号[11]，，具有调频特征，有丰富的旁瓣结构，是虎鲸最常见的发声类型[12]，一般用于群体识别或活动协调。嘀嗒声信号为一种短时脉冲信号，通常以脉冲串的形式出现，频带范围较宽，主要用于方位判定以及目标探测[13]，又称回声定位信号。虎鲸有时会发出结构上介于哨声信号和突发脉冲信号之间的叫声，同时研究发现虎鲸的哨声信号和突发脉冲信号在结构上存在逐渐调整、相互转化的现象，这说明这些发声类别之间并非是离散、完全独立的关系，而是具有较强的关联性[15]。国外关于野外虎鲸发声信号的研究较多，研究海域主要集中在北大西洋、北太平洋、挪威以及冰岛等海域
【学位授予单位】：自然资源部第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q62

【参考文献】