1、海洋動物遙測新技術的創新應用港口海龜洄游衛星追蹤試驗取得成功容英光海龜是一種瀕臨滅絕的國際性海洋保護珍稀物種，我國將海龜定為國家二級瀕 危保護動物，并制定了保護海龜的法律，在廣東省惠東縣港口鎮海龜灣建立了國家 級海龜自然保護區。海龜有洄游的習性，一旦選定了產卵的海灘，以后都會回到那個海灘產卵。海 龜在產卵期要產 4 8窩卵，每產一窩卵需要回到大海中休息半個月，產完卵后又開 始在大海中洄游。了解海龜的生活習性和生存環境，可以使保護海龜的措施制定得 更加科學，因此必須對海龜的洄游習性和環境進行充分的調查監測。過去，科技工 作者通常采用 “標志性放流” 的方法， 即在海龜背上安裝一塊刻有編號的金屬標

2、志， 然后放歸大海，待再次捕獲它們時，才得到它們用了多長時間游到了什么地方的信 息。這種方法的可靠性沒有保證，而且所獲的信息量少，最大的缺陷是人們無法知 道海龜在海上遷徙的具體行程路線。后來，人們用 傳統的生物遙測方法，即在海龜 身體上附著微型的超聲波或無線電波發報器，由建立在水面或陸地上的接收站遠距 離接收來自發報器的信號，經專門處理得到有用的信息。該技術稱為生物遙測型標 志性放流系統。這種系統復雜、昂貴，遙測的范圍不大、距離不長，且不宜長期使 用。近 10 多年來，世界上一些國家和地區利用以衛星傳送測量數據為主要特征的現代 生物遙測方法， 即在動物身體上附著一種衛星鏈接發報器， 通過衛星接

3、收并傳送信息， 使長 期的、 大范圍內的動物追蹤成為可能， 從而全面提升了生物遙測的技術和水平。由于該 技術具有國際合作、多種技術集成和多學科交叉發展的特點，因而頗具挑戰性，并 越來越受到生物學工作者的青睞， 特別是在動物遷徙路線的追蹤研究方面， 國外已普遍用于 麋鹿、北極熊、海龜和鳥類等物種，在我國還沒有利用該技術進行同類試驗。2000年 10 月，中國科學院南海海洋研究所王文質研究 員和王東曉研究員，在中 科院知識創新工程重要方向項目的資助下， 啟動了“生物遙測和海龜保護綜合技術” 試驗 研究，并于 2001 年 8 月，與廣東省海洋與漁業局、華南瀕危動物研究所合作，在惠 東市港口鎮海龜灣

4、開展了“港口海龜洄游衛星追蹤試驗”。他們利用海龜爬上海灘產 卵的機會，在三只雌性綠海龜（港口 1號、2號、3 號）背上分別安裝衛星鏈接發報器，再將它們送歸大海。海龜在大海中洄游， 每當海龜浮出水面呼吸時，發射器就會 自動打開，將海龜所在的位置及所測得的環境信息一一發出，再通過人造衛星接收來自 發報器的實時信息信號，追蹤海龜適時所在地理位置，從而獲得詳細的海龜遷徙路 徑和環境參數序列數據。經過幾個月的追蹤 遙測，課題組已獲得了三個海龜在海上遷 徙的實時路徑和環境參數測量數據。通過對海龜洄游路線和環境測量數據的分析研究， 掌握了海龜的生活習性和活動規律，從而為保護海龜棲息地的生存環境和制定保護 措

5、施提供科學依據。這是我國大陸首次利用衛星遙測技術追蹤海龜在大海中洄游習 性的科學實驗。這次試驗的成功，不僅標志著我國利用高新技術促進海龜保護研究上了一 個新的臺階， 而且對于探索南海綠海龜生態習性與生存環境的相互關系、 完善南海綠海龜保 護措施、 發展海洋動物遙測物理環境參數及其數據處理與解釋技術、 進一步開發用于海洋動 物遙測的衛星鏈接發報器等均具有重要的意義。這次海龜洄游衛星追蹤試驗的數據傳輸借助于美、法兩國制造的利用人造衛星追 蹤地球上移動物體的商業化技術產品 全球 Argos 衛星遙測系統。該系統由四大 部分組成：人造衛星、地面接收站、衛星鏈接發報器和發報器附著平臺。由于該技 術可追蹤

6、世界范圍內遷徙且人力難以追蹤的物體，所以 20 多年來在全世界得到廣泛 應用。 20世紀 80 年代，該技術首先用于跟蹤海上浮標和船舶，后來廣泛用于對野生 動物的追蹤，近 10 多年才用于海龜的洄游追蹤。運用全球 Argos 系統追蹤海龜的過程可簡單描述為：將一個帶有足量電源的小 型水密發報器粘附在海龜背上，當海龜浮出水面呼吸時，數據被傳 送到衛星上的接 收器之中，然后被迅速地轉送到地面站，再轉送到處理中心，計算出海龜的實時位 置，并初步處理每個傳感器上的其它相關數據，然后，按約定時間在因特網上將這 些結果傳送給用戶，供繪圖和研究之用。在港口海龜洄游衛星追蹤試驗中， 課題組于 2001年 4月

7、在國內率先向 Argos 公司注 冊， 同時與 Argos 公司簽訂了使用美國 3顆低高度極地軌道環境衛星的協議，訂購了 3臺衛星鏈接發報器。這些發報器不僅可實時定位，還可記錄海面溫度和海龜潛水活 動的部分信息， 其中港口 1 號就配置有壓力傳感器， 可較詳細地記錄海龜潛水過程信 息。此次試驗預定港口 1號和 3號發報器電源維持 3個月以上，運行 （ 獲取數據 ） 持續 1 個月以上；港口 2 號預定工作 6個月以上，運行 （ 獲取數據 ）3 個月以上。課題組戰勝了 各種困難，連續觀測 6個多月，從 2001 年8月至 2002 年1月，每天都能收到三只海龜的 信息， 其中港口 1號和 3號分

8、別運行了 37天和 46天，港口 2號運行了 6個月以上， 于 2002 年 4月在日本沖繩島附近誤入漁網后才停止工作。此項追蹤試驗獲得圓滿 成功， 總體上達到了國際同類試驗研究的最好水平。根據收到的測量數據，課題組繪出了三只 海龜在海上洄游遷徙的路徑圖， 并進行分析研究 ，撰寫了 3篇論文在國內外學報上發表。 2003年 3月，課題組應邀參加了在美國馬里蘭州舉行的 Argos 動物追蹤討論會，在會上作 了題為利用綠海龜衛星追蹤獲取環境數據的學術報告，并對這項交叉學科和綜 合技術今后的應用發展發表了看法，贏得了與會專家的贊許和關注。此次海龜洄游衛星追蹤試驗同時獲得了海龜生理數據及其生存環境數據

9、，可謂 一舉兩得。海龜衛星追蹤研究作為一項現代生物遙測技術，既是監測海龜本身的工 具，也是監測海龜生存環境的一種手段，課題組的主要目標既要獲取海龜生活習性 （ 如遷徙路徑 ） 的科學數據，同時也要直接或間接獲取物理環境數據 （ 如水溫、海流 等 ） 。因為海龜自游能力相對較弱，一般情況下只會借助海流的力量漂游，科研人員 從海龜移動路線中將海龜自游的成分分離出來，就可以間接地獲得定量的海流流速 場的第一手信息。如果在發報器中內置特定功能的傳感器，就能獲得相應的各種物 理環境數據信息。因此，海洋動物衛星追蹤將是現代海洋環境監測的一個不可忽視 的補充手段。此次港口海龜衛星追蹤試驗作為生物遙測實踐是一個良好的開端， 取得了較高顯 示度的成果： 在國內首次獲得南海綠海龜洄游遷徙路徑； 取得了一批有價值的海洋環境監測 數據，初步展示了生物遙測的環境監測功能。目前，現代海洋動物遙測技術已越來越受到 物理海洋學界和海洋監測部門的重視，為了獲取更多的海洋環境變化數據，開發我國其它 海洋動物的遙測資源，課題組正在加強與地方的合作，繼續開展此項試驗，于 2003 年和 2004 年又分別投放了 3 只和 1 只載有發報器的海龜，