網具加裝蜂鳴器，真的能有效驅趕鯨豚嗎？

一隻被漁網纏滿全身的加灣鼠海豚 (Vaquita)。圖片來源：這裡。

文｜陳瑩  

[勘誤] 2020.06.13: 之前版本的圖一中蜂鳴器狀態之標示顛倒錯置，現已更正。

這個世界上只要有漁業的地方，幾乎都免不了面臨「鯨豚混獲致死」這個生死難題。根據美國杜克大學 (Duke University) 和英國聖安德魯斯大學 (University of St. Andrews) 的學者估計，在 1990 — 1999 年間，美國的漁業每年造成三千多隻的鯨豚死亡。如果以美國的數據為基準，粗略推算全球每年有超過三十萬隻的鯨豚死於漁業活動。在眾多漁業活動中，刺網 (gill-net) 被認為是最容易發生鯨豚混獲的漁業作業方式；上述的美國研究顯示高達 84 % 的鯨豚混獲致死來自於刺網漁業。

另一方面，由於刺網漁業營運成本相對低廉，即便是沒有龐大資本後盾的個體戶，或是低所得國家的漁民，也能靠著小本經營刺網漁業維生。如果為了全面保護鯨豚而強勢禁絕刺網漁業，這些相對弱勢的漁民生計將是首當其衝。所以要如何減少鯨豚在刺網漁業中混獲，兼顧海洋保育和弱勢族群的經濟收益，成為海洋資源管理經營的一大挑戰。

理論上減少鯨豚混獲的方式很多，像是避免在鯨豚經常出沒的區域作業，避免在鯨豚出沒的時間作業，或是改良網具設計等等。然而在眾多方法中，目前最廣泛被採用的方式是加裝蜂鳴器，利用發出特殊音頻的方式，驅趕對於聲音特別敏感的鯨豚。

但是，就像筆者先前的文章提過的，鯨豚和鳥類一樣是很聰明的生物，人類想利用「噪音」裝置驅趕牠們，效果能夠維持多久，還有待驗證。

英國西南部的康沃郡 (Cornwall) ，是英國國內最富盛名的度假勝地之一，也是英國本土農漁業產品的大本營。康沃郡海域同時也是港灣鼠海豚 (Phocoena phocoena) 在歐洲的重要棲息地之一，然而該海域高密度的刺網和圍網 (ring net) ，卻也造成許多港灣鼠海豚中網死亡的不幸事件。

一組由康沃在地科學家組成的研究團隊，想要測試網具加裝蜂鳴器，是否能夠有效防止港灣鼠海豚靠近網具。他們在一具加裝了蜂鳴器的刺網上裝上用來偵測鯨豚出沒的 C-POD 錄音機，然後在距離該蜂鳴器一百公尺以外的地點，也裝設一具 C-POD 錄音機 (圖 1A)，紀錄 2012 年八月到 2013 年三月間，港灣鼠海豚在該處海域出沒的動態。

圖一：A) 這項研究的實驗設計示意圖。研究團隊分別在蜂鳴器放置位置 (左) 和距離蜂鳴器外一百公尺處 (右) 裝設 C-POD 錄音器，監測海豚出沒情況；B) 和 C) 是比較蜂鳴器開啟(淺灰)和關閉(深灰)時，蜂鳴器附近 (左) 和一百公尺外 (右) 偵測到海豚出沒的機率；D) 和 E) 則是各月份蜂鳴器開啟(灰線)和關閉(黑線)時，蜂鳴器附近 (左) 和一百公尺外 (右) 偵測到海豚出沒的機率變化。 圖片來源：Figs. 1, 2 & 3 in Omeyer et al. (2020). Frontiers in Marine Science, 7, 285.

結果發現，當蜂鳴器開啟時，蜂鳴器附近港灣鼠海豚的發現率會減少 37 % (圖一 B)，而在一百公尺外的發現率只會減少了 9 % (圖一 C)；顯示蜂鳴器的影響範圍相當有限。蜂鳴器的驅豚效果在八個月的實驗期間相當穩定，不會因為環境狀況變化而有差別 (圖一 D 和 E)。此外，這項實驗裡發現港灣鼠海豚在蜂鳴器附近的發現率，和距離關掉蜂鳴器的時間長短沒有關聯，反而是和蜂鳴器開啟之前鼠海豚的發現率有關。也就是說，如果當地有港灣鼠海豚，海豚們會在蜂鳴器作用的時候「暫時」迴避，一旦噪音停止之後又立刻回去。

根據研究結果，研究人員認為，利用蜂鳴器驅趕港灣鼠海豚至少在短期內 (八個月) 有明顯效果，而且蜂鳴器只會驅離小範圍內的港灣鼠海豚，使用蜂鳴器 (在短時間內) 並不會迫使港灣鼠海豚放棄該海域移居他處。這麼棒的 win-win 設備，全世界的漁船都應該設定為標準配備吧！

由於歐盟的相關法律只有規定 12 公尺以上的漁船作業時，必須配備使用蜂鳴器以防止誤捕鯨豚 (15 公尺以上的船則須配有作業觀察員)；而在英國，絕大多數的在地漁船都小於 12 公尺－也就是說，其實絕大多數的英國漁船，在作業時可以不使用蜂鳴器驅趕鯨豚。這個研究團隊顯然有意透過這項研究結果，說服英國政府下令所有漁船都要裝蜂鳴器，以降低鯨豚混獲的機會。

然而這個研究並非毫無破綻— 他們的研究樣點只有一個，研究期間只有八個月。這麼漂亮的數據到底是常態還是只是一瞬的奇蹟，顯然需要追加實驗追蹤才能驗證。再說，雖然研究顯示「單一」蜂鳴器並不會促使港灣鼠海豚放棄棲地，但如果康沃郡所有的大小漁船都配上了蜂鳴器作業，港灣鼠海豚會不會因此放棄棲地，或是對蜂鳴器的干擾習慣麻痺，又是未知之數。2017 年一個丹麥的研究顯示，大量設置蜂鳴器雖然可以大幅減低港灣鼠海豚中網率，但是卻也導致海豚覓食效率變差、行為改變，進而影響海豚族群存續 (順道一提，該研究認為保護港灣鼠海豚族群最好的方法，應該是禁漁期和蜂鳴器搭配使用，圖二)。

圖二：使用個體為本模擬模型 (Individual-based simulation models, IBMs) 模擬丹麥海域的港灣鼠海豚，在不同漁業管理措施下 40 年內的 (a) 族群量；(b) 年間混獲率的變化。a 圖顯示使用蜂鳴器會使海豚數量下降 (草褐色線)，圖 b 顯示禁漁期/禁漁區可以降低一點點混獲率，然而要在不完全關閉漁業下達到最好的保育效果，最好是禁漁期/禁漁區及蜂鳴器並用 (圖 a 紫色線)。圖片來源：Fig. 5 in van Beest et al. (2017). Ecosphere, 8, e01785.

那麼，歐洲降低港灣鼠海豚混獲機率的種種經驗，是否可以應用於台灣呢？國際間已經有很多的案例，顯示不同地點、不同種類的鯨豚，對於蜂鳴器的適應性落差極大——像是 2017 年的日本研究就發現，蜂鳴器在九州大村灣驅趕露脊鼠海豚 (Neophocaena spp.) 的效果，只能維持幾個月而已。所以，蜂鳴器或許也能夠幫助減少台灣鯨豚誤捕率，但是勢必需要經過一連串 (也許會相當冗長) 的實驗，才能到找到最適合的辦法。

(延伸閱讀：讓鯨魚轉彎的海軍聲納)

參考資料

Amano, M., Kusumoto, M., Abe, M., and Akamatsu, T. (2017). Long-term effectiveness of pingers on a small population of finless porpoises in Japan. Endangered Species Research 32, 35–40.

Crosby, A., Tregenza, N., & Williams, R. (2013). The Banana Pinger Trial: Investigation into the Fishtek Banana Pinger to reduce cetacean bycatch in an inshore set net fishery. Unpublished report Cornwall Wildlife Trust. https://www.ascobans.org/sites/default/files/document/NSG4_Inf_4.3_BananaPinger.pdf (Accessed on 27 May 2020)

Omeyer, L. C. M., Doherty, P. D., Dolman, S., Enever, R., Reese, A., Tregenza, N., Williams, R., & Godley, B. J. (2020). Assessing the Effects of Banana Pingers as a Bycatch Mitigation Device for Harbour Porpoises (Phocoena phocoena). Frontiers in Marine Science, 7, 285. https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00285

van Beest, F. M., Kindt‐Larsen, L., Bastardie, F., Bartolino, V., & Nabe‐Nielsen, J. (2017). Predicting the population‐level impact of mitigating harbor porpoise bycatch with pingers and time‐area fishing closures. Ecosphere, 8(4), e01785.

讓鯨魚轉彎的海軍聲納

一群領航鯨出沒於地中海航行中的北約軍艦「Alliance」附近。 圖片來源：這裏

文｜陳瑩  

相信大家都知道，齒鯨們主要是靠著運用天生的聲納系統，在水裡行動覓食。 而人類在海洋裡製造的各種噪音，包括工程打樁、鑿井、船隻航運、或海軍演習等等，都會對海洋裡的聲景 (soundscape) 帶來不自然的干擾。特別是軍事演習，在過去就有報告指出，海軍演習時附近海域，經常發生大量鯨豚擱淺，而且這些鯨豚普遍都有聽力器官受損的現象。

確實在理論上，這些人為噪音的干擾，勢必為齒鯨們的生活帶來某些程度上的影響；但是要把「大量聽力受損的鯨豚在演習海域附近擱淺死亡」這個現象，歸因於軍事演習對鯨豚的影響，似乎還是缺少那把冒煙的槍。

為了尋找更關鍵的證據，一個由美國、巴哈馬和英國科學家所組成的研究團隊，於 2009–2015 年間，在巴哈馬附近、美國海軍的測試基地 Atlantic Undersea Test and Evaluation Center (AUTEC) 海域，在七隻柏氏中喙鯨身上裝了衛星發報器，記錄這些喙鯨們在演習前後的活動路徑、所在海水溫度，以及其中兩隻喙鯨的潛水水深的資料。

結果發現，七隻裝了衛星發報器的喙鯨裡，有五隻在演習開始之後開始遠離演習海域，而在演習結束兩到四天內，又回到原來的海域 (圖一)。研究團隊推算了其中四隻在演習期間活動範圍內的音量分布情況，發現其中三隻很明顯在演習開始後，就轉向比較不吵的方向移動 (圖二)。

圖一： 六隻喙鯨在海軍聲納施放前 (藍點) 、施放中 (紅點) 及施放結束後 (黃點) 的所在位置。圖中藍色區塊為巴哈馬，黑框線區域為 AUTEC 演習區域。結果顯示只有 PTT 編號 111664 和 129719 的兩隻喙鯨，在演習開始後有朝演習海域方向游動的情況。然而 129719 在演習前後其實都不在附近海域，所以未納入分析。圖片來源：Fig. 1 in Joyce et al. (2019) Mar Mam Sci. DOI: 10.1111/mms.12624

圖二：四隻喙鯨在演習期間活動區域的音量估計示意圖。上排圖顯示四隻喙鯨在各個時間點 (橫軸)下，預測發報器所在地點的音量大小 (紅點)、該區塊距離聲納聲源最近定點的音量大小 (黃點)，以及鯨魚和海軍聲納聲源的距離 (藍點)。灰色區塊表示海軍聲納運作的時間。下排圖為演習期間喙鯨們的移動路徑 (藍線)，黃色-紅色-藍色的間層區間，表示在演習期間區域最大音量的相對大小分佈，黃色音量最大、藍色最小。圖片來源：Figs. 3 & 4 in Joyce et al. (2019) Mar Mam Sci. DOI: 10.1111/mms.12624

從兩隻喙鯨的潛水深度資料來看，除了其中一隻在演習期間沒有下潛到 1200-1800 公尺這個深度以外，喙鯨們在演習前中後，潛水深度似乎沒有太大差異 (圖三) 。也就是說，即使在演習期間，喙鯨們一樣照常潛入深海覓食。但如果從深潛的時間來看，他們發現在演習期間剛開始的時候，喙鯨下潛的時間有變得比較短一些。

圖三：兩隻柏氏中喙鯨 (PTT編號 111664 和 111670) 在演習前 (藍)、演習中 (紅) 和演習後 (黃) 三個時段裡潛水深度的比例圖。橫軸為潛水時間比例，縱軸為潛水深度 (單位為公尺)。圖片來源：Fig. 5 in Joyce et al. (2019) Mar Mam Sci. DOI: 10.1111/mms.12624

這項研究結果，於今年 (2019) 六月刊載於鯨豚研究權威期刊「Marine Mammal Science」。雖然說樣本數看起來少少的，但這已經是目前為止，世界上最大規模的喙鯨衛星標放研究之一。而且這項研究的結果，和  2011 年在同一區域，透過被動偵測喙鯨聲納及音響回播實驗所進行的研究結果大致吻合。顯示巴哈馬海域的柏氏中喙鯨，大多會主動走避海軍聲納，暫時放棄在演習海域快樂覓食的機會。但是「走避」到底會對喙鯨的生活/生存帶來多大的壓力？如果鯨豚知道「走避」，為何會那些聽力受損而擱淺死亡的案例？這些問題，還有待更多的研究讓真相浮出水面吧。

 

參考資料

Joyce, T. W., Durban, J. W., Claridge, D. E., Dunn, C. A., Hickmott, L. S., Fearnbach, H., … & Moretti, D. (2019). Behavioral responses of satellite tracked Blainville’s beaked whales (Mesoplodon densirostris) to mid‐frequency active sonar. Marine Mammal Science. DOI: 10.1111/mms.12624

Tyack, P. L., Zimmer, W. M., Moretti, D., Southall, B. L., Claridge, D. E., Durban, J. W., … & McCarthy, E. (2011). Beaked whales respond to simulated and actual navy sonar. PloS One, 6(3), e17009.

 

空拍機到底會不會吵到鯨豚？

圖一：空拍機 Inspire Pro 1 與南方露脊鯨。圖片來源：這裏 (Copyright: Murdoch University Cetacean Research Unit, https://amru.org.au)

文｜陳瑩  

每一種需要觀察野生動物的研究工作，都有各自的難處。以野生鯨豚行為研究來說，定點攝影或是人力駐點觀察等等這樣的資料收集方式，只能用於棲息領域非常近岸的群體。然而大部分的鯨豚主要生活在無法從岸上觀察的離岸海域，所以大部分的鯨豚生態研究，都必須靠派遣觀察船的方式靠近觀察記錄。但是大家都知道，開船靠近鯨豚，或多或少都會影響到海豚原來的行爲狀態。而且除非是同時派出多條觀察船從不同角度觀察，不然觀察記錄到的往往只有靠近觀察船這一側的看得到的片面行為表現。

隨著科技日新月異快速發展，空拍機、高解析度攝影機等等昂貴的專業設備，近年來開始變得相當親民普及。有了經濟實惠的空拍機，讓口袋經常空空的生態學家們，開始可以收集一些過去因為經費有限、無法採購或租用相關器材而無法取得的觀察資料。使用空拍機觀察紀錄鯨豚的動態、採集鯨豚活體組織樣本等等的研究應用，也在行為生態學界捲起一股風潮 (圖一)。

但是啊，執行任務中的空拍機會不斷發出嗡嗡噪音，聽久了連人都會惱怒。對聲音相當敏感的鯨豚，會不會因為空拍機的出現感到困擾、改變行為模式呢？

一組由澳洲和丹麥科學家組成的研究團隊，測量了兩款最熱門的空拍機 (SwellPro Splashdrone 和 DJI Inspire 1 Pro) 在不同飛行高度時在水下一公尺深處可以偵測到的噪音音量。結果顯示，兩款空拍機帶來的水下噪音有限，幾乎和一般背景噪音無異 (圖二)。而且空拍機製造出來的噪音主要是低頻噪音，對小型齒鯨來說，幾乎是聽不到的範圍 (圖三)。

圖二：SwellPro Splashdrone (A) 和 DJI Inspire 1 Pro (B) 在離海平面 5 公尺 (藍線) 及 10 公尺 (橘線) 處飛行時，於水下一公尺處可以量測到的噪音波段及音量分佈。灰線為環境背景噪音，黑線為水下錄音機自己發出的噪音。圖片來源：Fig. 3 in Christiansen et al. (2016) Frontiers in Marine Science, 3, 277.

圖三：四種海洋哺乳動物的聽力圖 (audiograms)，搭配兩種空拍機的噪音 (黑點橫槓)、五個海域環境噪音頻譜。四種海洋哺乳動物分別為港灣鼠海豚 (紅線)、瓶鼻海豚 (深藍線)、長須鯨寶寶 (綠線)、北象海豹 (淺藍線)，五個海域分別是北海 (紅虛線)、波羅的海 (深藍虛線)、新詩柯省西南海域 (綠虛線)、澳洲埃克斯茅斯 (淺藍虛線)、澳洲卡巴納灣 (黃虛線)。圖片來源：Fig. 4 in Christiansen et al. (2016) Frontiers in Marine Science, 3, 277.

另外一組由紐西蘭科學家組成的研究團隊，則是聚焦在空拍機的存在是否會干擾海豚日常作息。他們以奧克蘭近郊海域的瓶鼻海豚為「實驗對象」，觀察海豚們在遭遇到不同飛行高度的空拍機時會做出哪些行為反應。(順道一提，這個團隊使用的空拍機是 SwellPro Splashdrone。)

結果發現，當空拍機出現且飛行的高度在離海面 10 公尺的時候，海豚轉彎和拍尾行為出現的次數，明顯比空拍機出現前還要多；當空拍機飛行高度在 25 公尺以上時，海豚則不會做出任何特殊反應 (圖四、圖五)。

圖四：海豚群體在遭遇到不同飛行高度 (10公尺、25公尺、40公尺) 的空拍機前後十分鐘裡出現轉彎行為的次數比較。白方塊為沒有空拍機的時段，黑方塊為空拍機出現的時段。a、b 不同字母表示兩者在統計檢定中有顯著差別。圖片來源：Fig. 2 in Fettermann et al. (2019) Scientific Reports, 9(1), 8558.

圖四：海豚群體在遭遇到不同飛行高度 (10公尺、25公尺、40公尺) 的空拍機前後十分鐘裡，海豚做出側面漂浮 (side-floats)、拍尾 (tail-siaps)、探頭 (spy-hops)、臉頰拍水 (chin-slaps) 等行為次數的變化。a、b 不同字母表示兩者在統計檢定中有顯著差別。圖片來源：Fig. 3 in Fettermann et al. (2019) Scientific Reports, 9(1), 8558.

雖然說這樣研究顯示海豚在遭遇低空飛行的空拍機時確實會做出一些對應的「警覺」行為，但是因為觀察的時間很短，還是很難說這樣短暫的遭遇，會對海豚的日常生活帶來多大的困擾。無論如何，綜合這兩個研究的成果，如果能讓空拍機飛行高度保持在 25 公尺以上，應該就不會對鯨豚群造成噪音或是行為上的干擾。是說如果要保持 25 公尺的距離，又不想犧牲記錄細節的機會 (譬如利用動物身上的花斑進行個體辨識等等)，也只有砸錢升級攝影設備一途了吧。

 

參考資料

Christiansen, F., Rojano-Doñate, L., Madsen, P. T., & Bejder, L. (2016). Noise levels of multi-rotor unmanned aerial vehicles with implications for potential underwater impacts on marine mammals. Frontiers in Marine Science, 3, 277.

Fettermann, T., Fiori, L., Bader, M., Doshi, A., Breen, D., Stockin, K. A., & Bollard, B. (2019). Behaviour reactions of bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) to multirotor Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). Scientific Reports, 9(1), 8558.