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　　2022年9月21日，中科院深海所海洋哺乳動(dòng)物研究團(tuán)隊(duì)（以下簡稱“深海所研究團(tuán)隊(duì)”）在學(xué)術(shù)期刊Ecological Indicators在線發(fā)表了題為“Modeling intraspecific variation in habitat utilization of the Indo-Pacific humpback dolphin using self-organizing map”的論文。該項(xiàng)研究應(yīng)用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖譜（Self-organizing map，簡稱“SOM”）對海南、三娘灣和湛江三個(gè)相鄰中華白海豚種群的棲息地利用情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同種群間在分布模式和棲息地利用方面存在明顯差異，據(jù)此提出“中華白海豚可能存在兩種生態(tài)型”的假說。

生態(tài)型是分類學(xué)上種以下的分類單位，指同種生物的不同種群在長期適應(yīng)特定環(huán)境中發(fā)生趨異分化，并經(jīng)自然選擇形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類群。對生態(tài)型的研究有利于了解種內(nèi)分化及定型的過程和原因，是研究新物種形成過程的重要內(nèi)容。生態(tài)型概念被廣泛應(yīng)用于鯨類地理種群區(qū)分中。例如瓶鼻海豚可分為近海（coastal ecotype）和遠(yuǎn)海（offshore ecotype）兩種生態(tài)型，近海型棲息在淺水的近海水域，而遠(yuǎn)海型棲息海域深度可達(dá)幾百米、離岸距離超過200公里。虎鯨生態(tài)型的劃分更為復(fù)雜，根據(jù)食物和分布模式的不同，北太平洋虎鯨可分為定居型（resident ecotype）、暫居型（transient ecotype）和遠(yuǎn)海型（offshore ecotype）三大生態(tài)型；根據(jù)體型大小、外部形態(tài)和分布區(qū)的不同，南半球虎鯨可分為type A、type B、type C和type D四個(gè)生態(tài)型，其中type B 又可進(jìn)一步劃分為big type B和small type B兩個(gè)生態(tài)型。

中華白海豚是生活在西太平洋和東印度洋沿岸淺水區(qū)的一種小型鯨類動(dòng)物，一般棲息于離岸距離不超過20 km、水深小于20 m的淺水區(qū)，早在上世紀(jì)80年代被列入首批國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物目錄。在我國，中華白海豚主要棲息于福建寧德和廈門、臺(tái)灣西部、廣東珠江口、湛江和汕頭、廣西三娘灣和海南西南等水域，照相識(shí)別對比表明這些種群間彼此隔離，不存在個(gè)體交流。根據(jù)色斑模式的不同，目前已經(jīng)將臺(tái)灣種群列為亞種并單獨(dú)評估其瀕危等級為“極危”，對其它地理種群間的分化程度還所知不多。了解中華白海豚種群間分化程度，對評估其瀕危等級、了解人類活動(dòng)影響和制定針對性保護(hù)措施等具有重要的意義。

圖1.采用最小凸多邊形法、核密度估計(jì)法、網(wǎng)格計(jì)數(shù)法和熱點(diǎn)分析法分別繪制的中華白海豚在海南西南海域、三娘灣和湛江海域的分布圖 

近年來，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在動(dòng)物生態(tài)學(xué)和保護(hù)生物學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。SOM作為當(dāng)前最受歡迎的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型之一，可通過競爭學(xué)習(xí)調(diào)整自身的權(quán)重以達(dá)到訓(xùn)練的目的，最終將高維復(fù)雜難懂?dāng)?shù)據(jù)集映射到簡單易懂的低維圖譜中，并保留原始數(shù)據(jù)集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過采用相同的野外調(diào)查方法和環(huán)境因子采集手段，深海所研究團(tuán)隊(duì)首次將SOM引入鯨類生態(tài)學(xué)研究中，分析了湛江、三娘灣和海南中華白海豚種群分布和棲息地利用變異情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三娘灣種群分布面積最小且僅有一個(gè)核心分布區(qū)；海南種群分布面積最大且非常分散，至少擁有4個(gè)獨(dú)立熱點(diǎn)分布區(qū)；湛江種群介于兩者之間，有兩個(gè)熱點(diǎn)分布區(qū)，一個(gè)集中分布于湛江港入口，另一個(gè)分散于雷州灣（圖1）。SOM模型進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)三者在棲息地利用方面存在很大差異，三娘灣和海南種群內(nèi)部分化程度低但種群間差異大，前者棲息于淺水、低鹽和低電導(dǎo)率海域，后者棲息地以相對深水、高鹽和高電導(dǎo)率為主要特征；湛江種群存在明顯內(nèi)部分化現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)位點(diǎn)聚集成截然不同的兩個(gè)類群，一個(gè)類群分布于渾濁的近岸海域，另一個(gè)類群與海南群體疊加，擁有深水和高鹽度的環(huán)境特征。

這些研究結(jié)果表明三地中華白海豚在分布模式和棲息地利用方面已經(jīng)出現(xiàn)明顯分化，結(jié)合該研究團(tuán)隊(duì)之前發(fā)現(xiàn)的這三個(gè)中華白海豚地理種群在集群規(guī)模、發(fā)聲行為、形態(tài)體色和遺傳方面存在差異的研究結(jié)果，我們在國際上首次提出中華白海豚可分為河口和非河口兩種生態(tài)型假說：1）河口型（三娘灣種群）集中分布于大江大河入海口，以河口豐富的魚類資源為食，分布區(qū)小而集中，通常集群規(guī)模較小，棲息地以低鹽和較高濁度為主要特征；2）非河口型（海南種群）棲息海域不位于大江大河入海口，分布區(qū)廣而分散，通常集群規(guī)模較大（提高捕食成功率以適應(yīng)相對較低的食物資源水平），棲息地因缺乏淡水注入而鹽度較高。在保護(hù)區(qū)設(shè)置上，河口型群體適合設(shè)立一整塊大面積保護(hù)區(qū)，而非河口型似乎更適合整合多塊具有連接廊道的小保護(hù)區(qū)。當(dāng)然這一假說的提出僅基于目前掌握的數(shù)據(jù)，其準(zhǔn)確性和普適性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

論文的第一作者為林明利副研究員和劉明明助理研究員。該研究得到國家自然科學(xué)基金、香港海洋公園保育基金和生態(tài)環(huán)境部生物多樣性保護(hù)重大工程等課題的支持。