林子皓、余欣怡、姚秋如/從小虎鯨再度迷航思考鯨豚擱淺的預警系統 | 環境資訊中心

林子皓、余欣怡、姚秋如/從小虎鯨再度迷航思考鯨豚擱淺的預警系統

2020年05月14日
文:林子皓(中央研究院生物多樣性研究中心助研究員)、余欣怡(中華鯨豚協會理事)、姚秋如(國立自然科學博物館助理研究員)

今年4月25日,海洋保育類野生動物救援組織網(MARN)[1]接獲民眾通報,發現一群小虎鯨迷航、進入高雄港第二港口,並有五隻個體擱淺死亡、一隻後送安置。5月4日,至少有六隻小虎鯨再度出現於高雄港更為內側的中鋼100號碼頭,海洋保育署協調各方船隻,嘗試以多艘船舶將迷航的小虎鯨引導離港口,但仍未能成功。在首次通報小虎鯨後的兩週內,於高雄、嘉義等地沿海通報數起擱淺,至少16隻個體死亡。

所有的鯨豚種類在台灣皆列為海洋保育類動物,一旦鯨豚迷航進入港口,港務與航運單位未注意其蹤跡而對鯨豚造成傷害,則可能有觸犯野生動物保育法之疑慮。在港口內待得越久,鯨豚越容易受到當地不適宜的環境條件而影響其生理狀況。即使保育主管機關想要展開救援行動,目前也沒有任何手段能夠有效引導鯨豚離開港口。

雖然過去曾使用船隻製造水下噪音來驅離鯨豚,但這種做法很容易使鯨豚受到緊迫,甚至在不清楚迷航原因的情況下額外增加風險。因此,如何避免鯨豚迷航進入港區,將是鯨豚保育的重要環節之一。

鯨豚集體迷航與擱淺

鯨豚為何會集體迷航、擱淺,可能與群體行為、個體生理狀況有關,也可能受到自然環境變化或人為因素干擾而降低其行動力。以目前的科學知識來說,這仍是一個難以回答的問題,更別說如何預防這些事件再次發生。回顧台灣近10年發生的鯨豚迷航與擱淺,平均每年約發生81.6次迷航或擱淺。

在總通報案例數中,兩隻以上的成年個體占了7.9%。但若以個體數來看,這種「集體」案例卻占總擱淺個體數的28 %,顯示集體案例雖然罕見,但一發生就可能需要耗費相當大的人力與資源來對應。

自1995年以來曾經發生過集體迷航、擱淺的案例中,共通報了14種鯨豚。我們篩選出通報四隻以上個體的案例(連續性案件以總隻數計算),觀察到共有七個主要的鯨豚種類,這些集體案例大多發生於台灣西部海域,其中又以糙齒海豚、熱帶斑海豚、小虎鯨占的個體數量比例最高(下圖表)。糙齒海豚在過去的海上調查極為罕見,目前也還不清楚其在台灣週邊的主要活動範圍,但經常在台中以北的沿海地區收到擱淺通報。熱帶斑海豚雖然常見於東部海域,卻分別在2000年和2007年通報十隻以上個體擱淺於新竹市和台北港。

這次事件的主角小虎鯨,每年僅在東部外海有零星的目擊記錄,主要活動於深水海域的種類。除了在夏威夷海域有少數較完整的研究報告之外,目前對小虎鯨的全球分布趨勢、生態習性仍缺乏研究。這種可以說是相當神秘的物種,卻在近25年來已經有12年都曾於彰化以南的沿海地區通報過集體案例,而且主要發生於每年的2至4月份,顯示春季的西南沿海應是小虎鯨集體擱淺的高風險地區。2009年,國內外鯨豚研究人員針對台灣發生的小虎鯨集體擱淺案例發布一篇分析報告,評估了氣候、電磁異常現象、感染性疾病、有毒性藻華、水下噪音等可能原因,認為水下噪音是最有可能引發小虎鯨集體擱淺的原因[2]

(圖說:歷年在台灣本島發生的集體擱淺案例,可縮放地圖並移動滑鼠至各地點確認擱淺的隻數與種類。)

人為噪音:鯨豚擱淺的凶手?

在光線傳播效率不佳的水下環境,鯨豚主要仰賴聲音溝通、導航與覓食。高強度的噪音可能會導致聽力永久性或暫時性受損,也可能改變群體的行為模式,例如原本正在覓食的鯨豚因躲避噪音源而移動至平常鮮少活動的海域,或迫使正在下潛至深海活動的鯨豚在噪音暴露後改變潛水模式而患上潛水夫病。除了上述的急性影響之外,長期暴露於噪音底下,也可能會導致慢性壓力,降低個體的生理免疫功能[3]

水下噪音衍生的生態問題,在海洋汙染防治中是經常被忽略,也相當難以處理的議題。主要的癥結點在於一般人無法看到水下噪音帶來的汙染,必須透過特別為水下環境設計的麥克風才能夠聽到水下噪音。高強度的人為噪音可以在海水中傳遞很遠的距離,很容易就突破海洋保護區的邊界干擾鯨豚。若要防治噪音的影響,不可能給鯨豚戴上降噪耳罩,而必須在海中設置隔音設備(氣泡幕、氣泡網),但耗費的成本相當昂貴。因此,水下噪音一旦發生就難以透過減緩,只能從源頭進行管制。

到目前為止,政府仍未發佈水下噪音的管制規範,只有環保署在2019年公告水下噪音測量方法 (NIEA P210.21B)。缺乏管制規範讓許多海域開發、利用行為都未將水下噪音對鯨豚生態的影響納入考量。即使在環境影響評估中要求開發單位將水下噪音納入環評承諾,但主管機關缺乏海上督察的能力,也鮮少要求開發單位公開噪音發生地點、影響範圍等相關數據。一般性的開發、利用行為都缺乏管理,更別提因國防需求而進行的眾多軍事演習與機密行動。這種無法可管、無能力監督的情況,導致保育主管機關、研究單位或民間團體難以掌控水下噪音的源頭,而僅能眼睜睜看著鯨豚受到水下噪音干擾而迷航、擱淺,再透過MARN應對這些事件。

海洋聲景:港口安全監測網的新節點

如果無法從源頭管制水下噪音,我們還有哪些方法能夠預防鯨豚集體迷航、擱淺?海洋聲景監測,是一種透過擷取海洋中各種動物聲音、環境聲音、人為噪音,了解當地海域生態系現況的新興水下遙測技術[4]

透過偵測鯨豚的水下聲音,便能夠在鯨豚接近港口時發布警報,讓港務單位在第一時間派遣船隻或啟動相關防護設備,降低迷航進入港口的機率。此外,透過分析鯨豚聲音的聲紋特徵與曲譜結構,也可能進一步區分出經常活動於鄰近海域的鯨豚種類和容易擱淺的特殊種類,以及鯨豚群體的行為狀態,以減少警報發布的機率。

除了鯨豚的水下聲音之外,海洋聲景中也蘊含著其他訊息,協助我們了解鯨豚迷航的可能原因。例如,港口附近是否有明顯的魚類聲音可能會吸引鯨豚進入港口?或著有不尋常的人為噪音出現,導致遷移中的鯨豚為了躲避噪音源而迷航?於港口週遭設置一套聲景監測網路,除了可以做為鯨豚迷航、擱淺的預警系統之外,平時也可以產出大量的公開數位化資料,協助監測海洋生物多樣性、了解日益增長的水下噪音是否對海洋生態產生影響。此外,聲景監測也可以被視為港口安全監測網的一環,調查隱匿、非法的人為活動,或是降低各類船隻出入港撞擊鯨豚的機率(下圖)。

聲景監測網路已經在國內外都有長期運作的案例,以中央氣象局建置的「台灣東部海域電纜觀測系統」為例,該系統包含了一個裝有水下麥克風的科學節點,能夠即時傳輸聲學資料至岸上。筆者們也因此有機會能夠運用機器學習技術辨識東部外海各種鯨豚聲音、魚類合唱、船隻噪音,了解當地的生態變動趨勢。美國木洞海洋研究院(Woods Hole Oceanographic Institution)和康乃爾鳥類學實驗室(Cornell Lab of Ornithology)也在波士頓外海設置了即時監測系統,讓航行船隻透過WhaleALERT這套軟體得知附近是否有露脊鯨活動,減低撞擊這些瀕危鯨豚的機率。

海洋聲景監測平台在平時可以協助監測海洋生態與違法行為、保育鯨豚,也可以在鯨豚發生集體迷航、擱淺時即時預警,輔助海洋保育類野生動物救援組織網追蹤動向,並啟動相關防護機制。

將海洋聲景整合至現有的港口安全監測網,除了需要相關的軟、硬體之外,也需要海洋工程、生態與資訊領域之間跨領域的合作。這樣的行動正好符合台灣的國家海洋政策綱領,透過建立有利於政府、港務單位、民間團體之水下遙測平台,鼓勵海洋事業發展,並逐漸達成永續海洋生態之目標。

雖然這個平台並不能立即解決目前面臨的所有問題,但我們認為海洋聲景監測可以輔助目前海保署、國海院正在進行的鯨豚研究與擱淺救援網路,逐步減少鯨豚再次迷航進入港口的事件。

參考資料

[1] 海洋保育類野生動物救援組織網(海保救援網)

[2] Brownell, R. L. Jr., C. J. Yao, C. S. Lee, M. C. Wang, W. C. Yang and L. S. Chou. 2009. Worldwide review of pygmy killer whales, Feresa attenuata, mass strandings reveals Taiwan hot spot. The 61st IWC Annual Meeting (Scientific committee) in Madeira, Portugal. June 16-25. SC/61/SM1.

[3] Weilgart, L. S. 2007. The impacts of anthropogenic ocean noise on cetaceans and implications for management. Canadian Journal of Zoology, 85(11): 1091-1116.

[4] 林子皓、柯智仁 (2020) 在爭議中尋求永續發展─離岸風電生態評估再進化。科學月刊,2020年1月號。