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近期，中國科學院深海科學與工程研究所海洋哺乳動物與海洋生物聲學研究團隊在生物學領域頂級期刊Biological Reviews在線發表了題為“Beaked whale bioacoustics: knowledge gaps, vulnerability, and conservation imperatives in the Anthropocene”的論文。該研究系統總結了過去二十余年來全球喙鯨（Ziphiidae）生物聲學研究進展，分析了喙鯨獨特的聲學適應、聽覺能力及其對人為水下噪聲的潛在風險，指出由于長期存在的觀測困難和基礎數據不足，當前對這一類深潛鯨類的生態知識和人為擾動影響仍存在顯著認知缺陷。

喙鯨是一類長相奇特的齒鯨：嘴巴像海豚般突出，但更窄長，宛如鳥喙。全球現存24種，從熱帶到極地都有分布。它們極度害羞，一生大部分時間在深海中度過，每次浮出水面僅換氣幾分鐘就再次下潛少則10-20分鐘，長則幾十分鐘甚至幾小時（最長紀錄將近4小時）才再次浮出水面。這讓科學家極難在海上直接觀察到它們。直到近20年來，借助水下麥克風（水聽器），人們才開始窺探它們的水下生活。論文指出，喙鯨已經進化出高度特化的聲學系統，依靠具有物種特異性的調頻（frequency-modulated, FM）回聲定位（又稱“生物聲吶”）信號進行深海覓食和環境感知，其生物聲吶頻率與體型之間存在顯著的進化關聯，呈現趨同演化下的“逆頻率縮放”定律。通過整合10個物種的數據，該研究首次系統驗證了喙鯨家族內部也存在“體型越小，回聲定位信號頻率越高”的逆比例關系。這與海豚、鼠海豚的規律高度一致，表明深潛生態壓力迫使不同支系的齒鯨在聲吶設計上趨向同一最優解。這是進化生物學的重要認知補充。同時指出，喙鯨具有特殊的聽覺結構和聲學傳導路徑，使其能夠適應深海環境中的高頻聲學探測和交流。然而，正是這種高度依賴聲音的信息獲取方式，使喙鯨成為人為噪聲影響最敏感的海洋動物之一。隨著人類活動不斷向深海擴展，包括船舶運輸、地質調查、軍事聲吶、海底工程以及未來深海采礦活動在內的多種人為聲源正在改變海洋聲景。已有研究顯示人為噪聲可能導致喙鯨停止覓食、改變潛水行為、回避噪聲源，甚至與部分集體擱淺事件相關。該研究指出，目前針對喙鯨的噪聲影響評價標準仍受到物種特異性生理和行為數據不足的限制，難以建立充分可靠的聲學保護閾值。

長期以來，喙鯨研究主要集中于少數容易開展研究的物種，尤其是與軍事活動區域存在空間重疊的種類，而其他多數喙鯨物種仍缺乏充分的聲學、行為和生態數據。論文指出，目前相當一部分喙鯨物種甚至尚未獲得可靠的聲學記錄，已有研究結果也不能簡單推廣至整個喙鯨科。由于不同物種可能具有不同的聲學策略、棲息需求和噪聲響應模式，缺乏物種尺度的數據將限制保護措施的科學制定。研究團隊進一步指出，當前深海保護面臨的核心問題不僅是人為擾動是否存在，而是生態系統對擾動的響應機制仍未被充分認識。特別是在深海人為活動不斷增加的背景下，如何建立基于科學證據的環境影響評估體系，需要更加完善的長期監測和基礎數據支撐。論文提出未來研究應重點加強全球被動聲學監測網絡建設，提高喙鯨分布和種群規模估計能力，開展更多物種的聽覺能力研究，量化不同人為聲源造成的生態影響，并進一步評估個體行為變化是否會轉化為種群尺度效應。

研究認為，未來需要將長期聲學監測、生物遙測、生態模型和環境數據相結合，建立更加完善的風險評估體系，為深海人為活動中的生態保護和適應性管理提供科學依據。對于喙鯨等深海關鍵物種而言，加強基礎生態認知、完善長期監測體系、建立物種特異性的噪聲管理標準，是實現深海生態系統可持續管理的重要基礎。

該論文的第一作者為中國科學院深海科學與工程研究所海洋哺乳動物與海洋生物聲學研究室董黎君副研究員。研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃以及海南省科技人才創新項目等項目支持。

圖1 喙鯨回聲定位信號頻率與體型之間的關系

圖2 喙鯨與其他海洋哺乳動物聽覺閾值比較（包括白鯨、港灣鼠海豚、虎鯨、瓶鼻海豚，以及幼年杰氏中喙鯨、成年杰氏中喙鯨和亞成年柏氏中喙鯨等）