科学家填补了海洋动物追踪数据的空白

当科学家想要研究海洋动物的长距离运动时，他们会给它们安装一种称为声学发射器(或标签)的小型装置，该装置会发出独特的信号或“脉冲”。这些信号被固定在海底的接收器接收，当被标记的动物进入范围时，接收器会记录每次探测的日期和时间。

接收器收集的数据将被存储，直到研究人员检索并在合作声学遥测网络的成员之间共享。这些信息为了解动物行为、迁徙模式、栖息地偏好和生态系统动态提供了宝贵的见解——所有这些都对保护和野生动物管理工作至关重要。

然而，这种方法并非没有局限性。必须物理检索接收器才能访问它们收集的数据。对于海洋动物，接收器通常放置在海岸附近以方便访问，但接收器的分布可能不均匀，有些地区的接收器很少，而其他地区的接收器很多。这可能导致数据收集出现偏差，尤其是对于远距离移动的动物。

佛罗里达大西洋大学和史密森尼环境研究中心的研究人员开展了一项开创性研究，通过填补零星检测数据的空白来解决这些限制，并解决空间覆盖范围和成本之间的权衡问题。研究人员使用运动模型重建了动物足迹，并利用迭代过程从声学遥测数据测量这些重建的准确性和精确度。

该项研究的结果发表在《生态学与进化方法》杂志上，展示了研究人员如何应用这些技术并测量这些方法在其研究地点的准确性和精确度。

在这项研究中，研究人员在计算机上模拟了动物的足迹，然后测试了如果他们只从合作声学遥测阵列接收检测数据，他们的方法重建足迹的准确程度。虽然使用的大部分数据都是模拟的，但他们进一步用高度洄游的黑鳍鲨(Carcharhinuslimbatus)的数据测试了他们的方法，以证明这种方法如何在生态上应用。

研究结果表明，他们的新方法可以改善轨迹重建，即使在接收器覆盖不均匀的地区也是如此。轨迹重建方法在从棕榈滩县到长岛的沿海地区表现良好，最大限度地减少了高密度接收器的聚集效应，并缩小了一些缺乏接收器覆盖的地区的差距。性能主要受接收器的存在与否的影响，其次受接收器密度和水深的影响，具体取决于网格分辨率。

“我们的方法可以显著减少数据收集方面的差距，提高生态洞察的可靠性，”资深作者、史密森环境研究中心博士后研究员贝丝·鲍尔斯(BethBowers)博士说，她作为博士生与她的导师斯蒂芬·梶浦(StephenKajiura)博士在佛罗里达大西洋大学查尔斯·施密特科学学院进行了这项研究。

“重要的是，这种方法不依赖于昂贵的现场技术，例如摩托艇拖曳试验，这使其适合在不同栖息地进行大规模研究。”

这种新方法提高了声学遥测技术的实用性，并为未来的研究提供了一个框架，以评估使用声学遥测技术通过轨迹重建计算出的动物运动的准确性和精确度。

“我们的研究结果将使资源管理者和其他人在决策过程中推断生态结果的可靠性，”论文合著者、佛罗里达大西洋大学科学学院生物科学教授Kajiura说道。

为了促进合作与创新，研究人员开放了他们的数据存储库，使同行科学家能够调整和应用该方法到各自的研究生物和栖息地，无论是海洋、淡水还是陆地栖息地。

鲍尔斯说：“重要的是，我们的研究结果的影响不仅限于海洋环境，还为水生和陆地景观中的野生动物监测提供了一种变革性的方法。”