『賞鯨旅程與公民科學家』- 以花蓮海域瑞氏海豚(Grampus griseus)影像辨識資料庫建置為例

2013.12.05

『賞鯨旅程與公民科學家』-
以花蓮海域瑞氏海豚(Grampus griseus)影像辨識資料庫建置為例

於 2013年1月25日「2013年動物行為暨生態學研討會」發表

一、計畫源起

台灣東部海域位於大陸棚的邊緣地帶,在離岸不遠處,海底的深度便呈現迅速陡降的趨勢,深度可達數千公尺。如此多變的海底環境,加上黑潮,一股終年由南往北,溫度、鹽度恆定的潮水,所帶來的洄游性魚類,使得花蓮海域有著相當豐富的海洋與鯨豚資源。過去十五年來已有近百萬人次的遊客親臨海洋與鯨豚進行接觸,此原為串連人民與海洋關係最佳的契機。但很可惜的是,我們對於花蓮海域鯨豚族群的了解,受限於天候、經費、研究人力等原因,仍有許多不足之處。

黑潮海洋文教基金會自2010年開始,在台灣大學周蓮香老師的研究團隊協助之下,展開鯨豚影像辨識(Photographic identification,簡稱Photo-ID)系統建置計畫,以花蓮海域常見的鯨豚種類瑞氏海豚(Grampus griseus)為計畫的起始對象,進行個體辨識工作。相較於飛旋海豚、熱帶斑海豚、弗氏海豚等花蓮海域其他鯨豚,俗稱花紋海豚的瑞氏海豚,身上會隨著年齡的增加而出現許多獨特的白色條紋與疤痕,背鰭亦會出現缺刻、凹痕,這些特性均有利於個體之辨識。然而這樣的長期計畫需要龐大的經費及人力支援,在公部門忽視的情況之下,黑潮責無旁貸的投入,卻也需要社會大眾的持續支持,讓黑潮有足夠的奧援,才得以讓計畫長期沿續且完整,因此,黑潮於同年度推出「認養你的第一隻海豚」的活動,讓社會大眾贊助黑潮正在進行的此項計畫,最終期盼藉由花蓮海域鯨豚影像辨識系統的建置,為花蓮地區的鯨豚研究奠定穩固的基礎。

二、計畫說明

國內外在研究鯨豚之遷移模式、社會結構與社會行為時,均採用影像辨識方法,即拍攝海豚背鰭或具有可辨識特徵的照片,累積與建立個體影像資料庫,再進行個體辨識並進一步作為分析族群移動模式與社會結構等之依據。在1970年代,Roger Payne藉由照片的比對,首先針對露脊鯨Right whale展開了個體辨識的先例,爾後,其他研究人員陸續進行了包括殺人鯨甚至瓶鼻海豚的個體辨識工作。族群內個體的辨識,可以增進我們對族群大小、洄游路徑、棲地偏好與區域忠實度、壽命、生殖歷史的了解。因此,個體辨識雖然是鯨類研究中極基礎的工作,卻對鯨豚生態學、行為學、生活史研究有著顯著的貢獻,如美國加州西岸Monterey Bay 之研究,在1986~1987年間,共觀察59群瑞氏海豚,分析20,000張背鰭照片,辨識達800隻個體,其中294 (37%)隻個體由左右兩面背鰭辨識,其餘皆由單面背鰭辨識,平均每群個體之辨識率為67.2%,海上重複觀察率為26%(Kruse, 1989)。而台灣東岸石梯港,在2001~2002年的調查中,紀錄到204群次的瑞氏海豚群體,至少有670隻個體被辨識出來,其中有94隻重複出現於樣區,研判有些個體棲息在樣區至少有三至四個月(林靜宜,2003)。綜括而言,背鰭辨識為一相當有用之工具,在上述都為期兩年之研究發現,所有重複觀察到的個體,其背鰭在兩年的時間內,無明顯或些許改變,仍可辨識。

三、計畫內容

1.海上調查與拍攝

以多羅滿賞鯨船每次出航行程中,在航行過程若有目擊到瑞氏海豚,就由賞鯨船長以照相機進行背鰭或具有可辨識的影像進行拍攝工作,黑潮解説員協助填寫「鯨豚觀察紀錄表」及協助拍攝。

2.個體辨識與建置資料庫

出海過後,黑潮研究員將所填寫的海上觀察紀錄表及所拍攝的紀錄照片彙整至電腦,之後擷取背鰭部位進行個體辨識照片的建檔工作與建立瑞氏海豚資料庫。

      3.開放認養

瑞氏海豚辨識工作主要是以背鰭為主,因此拍攝者取景重點就會放在背鰭而忽略身體其他部位,若是提供給認養者相關照片,會有為什麼只有背鰭的疑問,因此在開放給社會大眾認養的瑞氏海豚,會僅限於照片較為清楚、且可看到超過80%身體特徵的個體讓認養者命名,這部分的數量約僅占十分之一左右。

      4.持續追蹤

隨著相機設備的提升、船隻行駛角度的配合及拍攝經驗的累積,拍攝照片的數量每年都在提升,然而現今電腦比對軟體技術在拍攝角度及左右兩側判讀無法突破的限制之下,電腦比對的結果都存有相當的錯誤率,目前都是完全仰賴眼睛來進行人工比對。考量完整進行比對需要眾多人力、而電腦軟體無法幫上忙的情況下,未來持續追蹤的對象會限縮在已被認養的瑞氏海豚及某個族群中已有數隻被多次同時目擊與紀錄的家族。

四、預期效益

1.  建立花蓮港海域鯨豚Photo-ID資料庫。

2.  探討花蓮港海域瑞氏海豚的族群結構及推估族群的數量。

3.  與其他地區瑞氏海豚資料庫進行比對探討族群活動範圍及棲地忠實性。

4.  建立民眾贊助鯨豚研究計畫及未來參與模式。

5.  資料可提供將來海上藍色公路規劃及規範參考。

五、初步成果

1.  於2010-2012年間,已處理16,971張個體照片,辨識2,248隻瑞氏海豚。

2.  至2013年元月已有181隻開放認養者命名。

3.  以一隻被命名為【來】及其家族的數隻海豚,自2002年起至今長期的被觀察到,代表有部分瑞氏海豚長時間的出現在花蓮海域,且有助於建立該群瑞氏海豚家族譜圖。

六、研究限制

1.  受限於借用賞鯨船進行拍攝,過程中會因應遊客看海豚的要求及其他賞鯨船的開船方式,形成移動方向非拍攝者所能掌控而不易取得較佳的拍攝角度,故常會只照到左側或右側,或拍攝角度很難達到垂直的要求。

2.  目前無合適電腦軟體可供運用,大量比對出的個體無法藉由電腦協助判斷,未來只持續追踪已被認養的個體及特殊的族群。

七、未來想像

待資料庫建置後,亦將常見的瑞氏海豚個體照片名錄公開於網頁,讓有興趣的賞鯨遊客能自行上網比對並回報日期時間等資訊,如同公民科學家的參與鯨豚研究與保育,共同為花蓮地區的鯨豚研究奠定穩固的基礎。

倘若黑潮持續受到社會大眾支持,長期追蹤的比對工作將會持續進行,且若有其他研究單位及人員協助,配合DNA建立家族族譜會是未來的規劃。

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