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幼年北太平洋蠵龟的主动扩散模式:历史卫星追踪数据与新型海洋学产品揭示的季节性迁徙与归巢行为
《Movement Ecology》:Swim, baby, swim: the active dispersal scenario of juvenile North Pacific loggerhead turtles revealed by historical satellite tracking data and novel operational oceanography products
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Movement Ecology 3.4
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为解决幼年海龟"迷失岁月"期扩散机制不明的难题,Philippe Gaspar团队通过分析232只北太平洋蠵龟(Caretta caretta)的卫星追踪数据,结合GDP浮标和Copernicus海洋模型产品,开发了新型漂流速度校正方法,首次揭示幼龟经历"漂流-归巢季节性迁徙(DHSM)"的主动扩散模式,证明其通过对抗洋流的强游泳活动实现跨洋迁徙,为海龟保护策略制定提供了关键科学依据。
在浩瀚的海洋中,幼年海龟从破壳而出到重返繁殖地的漫长旅程被称为"迷失岁月"。这段持续数年甚至数十年的神秘时期,长期以来困扰着保护生物学家。传统观点认为幼龟只是被动随洋流漂流,但越来越多的证据表明,这些海洋游侠可能掌握着更复杂的导航本领。北太平洋蠵龟种群面临的保护困境尤为突出——既要穿越世界最大的海洋盆地,又要避开日益密集的渔业活动,它们究竟如何完成这场史诗般的迁徙?
为了破解这个谜题,由Merczator Ocean International的Philippe Gaspar领衔的国际团队,对NOAA太平洋岛屿渔业科学中心1997-2013年间追踪的232只幼年蠵龟数据进行了创新性分析。这些被标记个体包括人工饲养放归和野生捕获两类,背甲长度(SCL)24.4-83厘米,创造了迄今最长的幼龟追踪记录(最长达1434天)。研究团队开发了革命性的漂流速度校正(DC)方法,通过结合全球漂流浮标计划(GDP)数据和Copernicus海洋服务的GLORYS12海流、WAVERYS波浪模型产品,首次将幼龟游泳速度从风浪引起的漂移效应中准确分离。
关键技术包括:(1)建立包含斯托克斯漂移(Vsto
)和风压效应的漂流速度模型Vd
=Vco
+γVsto
,通过269个西太平洋(WNP)和138个中太平洋(CNP)浮标轨迹校准参数;(2)采用断点检测算法自动识别轨迹中的漂流(D)和归巢(H)阶段;(3)通过正弦曲线拟合量化季节性迁徙特征;(4)结合von Bertalanffy生长曲线分析行为转变与体型关系。
<游泳速度估计>部分揭示,幼龟实际承受的漂流速度比单纯海流模型高出2.4±1.4 cm/s,主要来自表层20米内的斯托克斯漂移效应。校正后的浮标DC速度场显示,日本近海 Kuroshio 区域的估计误差最大(标准差>10 cm/s),而中太平洋区域最稳定。游泳速度估计>
<表面浮标dc轨迹>与<海龟dc轨迹>的对比展现出惊人差异。浮标轨迹呈现无序扩散(图6),而幼龟则表现出两种鲜明模式:所有个体都显示约1000公里幅度的南北季节性迁徙(图8),其中30个个体在背甲长35-45cm时(图13)会从单纯漂流转变为强力西向游泳(图9),游泳速度达-9至-15 cm/s(图14c),直接对抗8-11 cm/s的东向洋流(图14b)。这种被命名为"漂流-归巢季节性迁徙(DHSM)"的行为模式,在野生个体中尤为显著(图7e)。海龟dc轨迹>表面浮标dc轨迹>
<归巢环境>分析显示,归巢行为多始于春季(图12),可能因为此时幼龟位于30°N附近,遭遇的东向洋流较弱。西太平洋归巢最为艰难,如某个体在157.7°E开始归巢后,两年内反而东移20个经度(图14a)。但多数个体能通过持续西游在曲折的地面轨迹下保持直线DC轨迹(图15),这得益于 Kuroshio 延伸区分叉区(KEBR)丰富的食物资源支持其高能耗活动。归巢环境>
研究表明,北太平洋幼龟并非被动漂流者,而是掌握精密导航策略的主动游泳者。它们通过DHSM策略平衡能量收支:初期随流东漂时进行低能耗的季节性迁徙;当体型足够(SCL>35cm)时启动高能耗归巢,同时维持季节迁徙。这种双模式导航可能结合了基于光周期的生物钟(秋分前后同步南迁)和磁罗盘导向,而 Transition Zone Chlorophyll Front(TZCF) 可能提供春季北迁的觅食线索。
这项发表在《Movement Ecology》的研究,首次完整描绘了幼龟跨洋扩散的游泳场景,改写了传统被动漂流模型。其开发的DC方法为海洋生物运动研究设立新标准,而揭示的KEBR关键栖息地则为保护区规划提供科学依据。更引人深思的是,这些幼龟展现的对抗洋流的顽强归巢本能,或许正是它们百万年来穿越沧海桑田的生存密码。未来通过STRETCH计划等追踪更东部的个体,将进一步完善这幅壮丽的海洋迁徙图景。
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