“目前资料表明,极度濒危的长江江豚在3个迁地保护区中已经实现了成功繁殖,其中一个已经拥有足够的数量可以移出部分个体支持其他迁地保护区的建设……长江江豚的迁地保护是有效的,祝贺中国政府、王丁和他的团队在这一方面取得的成功。”

这是国际捕鲸委员会科学委员会对我国长江江豚保护工作的评价。与全球其他极度濒危的小型鲸类种群持续下降、濒临灭绝的境况相比,这是十分积极的信息,更显得难能可贵!这标志着中国长江江豚的自然迁地保护工作取得了初步成功,实现了长江江豚快速有效“保种”,为长江江豚长久保护系上了一道“安全绳”,避免了“灭绝”重演。

30多年一路走来,中国科研保护团队勇于创新和坚守初心,从当初国际学术界和保护组织的广泛质疑及反对,到我们建立和发展长江江豚迁地和繁育保护理论及技术体系,再到现在作为“中国经验”,为全球受胁和濒危小型鲸类的“保种”及保护带来了信心和希望。从当前结果来看,这是一个欢欣的故事,但个中曲折,欲说还休。 

01 临危受命

故事的开始是一个备胎转正的剧情。

长江的万古奔流孕育了两种淡水哺乳动物:白鱀豚和江豚。千百年来,它们生存在长江中下游约1700公里的江段和一些通江大湖中。但素有“长江女神”之称的白鱀豚在1980年代初估算种群数量400头左右,极度濒危。其时正值我国结束十年文革,社会复苏,百废待兴。与此同时,我们也打开国门,加强了与世界的科技和文化交流,白鱀豚极度濒危状况首先引起了国际鲸类保护学界的关注。

1.jpg 图1,1986年第一届国际淡水豚保护研讨会 

1986年,在中国科学院水生生物研究所召开了第一次“国际淡水豚类生物学及物种保护研讨会”,会上陈佩薰等老一辈研究人员认为中国淡水豚类的保护要采取原地保护、迁地保护和人工繁育相结合的保护措施。这是世界上首次提出要对一种鲸类动物实施迁地保护。然而这一提议立即遭到了国际学术界和保护组织的反对。主要意见是鲸类作为一个具有相当智商的高等生物,进行人工圈养是不人道和不合适的,唯一的出路是在原来栖息地加强就地保护。可是,当时发展才是硬道理,长江流域是中国经济最活跃的区域,聚集着超过全国1/10的人口和40%的GDP产出。在高亢的经济发展浪潮中,寻求白鱀豚的就地保护,无异于与虎谋皮。事实也证明,至1990年代初期白鱀豚种群数量持续快速下降至约100头。

必须立即开展保种行动!可是怎么做?在哪里做?都没有可供借鉴的经验。如果参考其他濒危物种的迁地保护,在动物园等人工圈养体系开展保育繁殖,那就需要相当的硬件支撑和面临严重的国际舆论压力,这在当时都是不可克服的困难。科研人员创新地提出了利用长江故道开展白鱀豚迁地保护的方案,这是全新的理论和实践,避免了上述问题,解放了思想。

大家首先将目光瞄准了湖北石首的天鹅洲故道,这个区域经自然裁弯取直后,形成一个长约21km、宽约1.5km的牛轭湖,环境保持较好。可是,这个区域能够满足白鱀豚的生存需求吗?谁都没底!白鱀豚如此濒危,数量稀少,不能冒险尝试。因此,大家想到将当时并不那么濒危的长江江豚先迁入其中,开展迁地保护尝试。

1990年,5头长江江豚被迁入天鹅洲故道,作为备胎,它们很好地完成了测试任务。5头长江江豚生长良好,1992年,首次监测到故道内的长江江豚实现了成功的自然繁殖。其时,白鱀豚种群数量已经相当稀少,于1995年开展了第一次也是唯一一次迁地保护尝试,无奈没有成功。随着长江江豚种群的持续下降,其种群也面临保种的需求,因此长江江豚也从最开始的备胎转为正宫,由此拉开了长江江豚保种行动的序幕。

2.jpg 图2,2002年中科院水生所王丁博士与日本科学家联合在天鹅洲故道开展长江江豚声行为信标跟踪研究 

02 绝处逢生

尽管长江江豚种群的迁地保护在天鹅洲故道取得了较好的开端,但是如何对故道内的迁地保护种群进行科学有效的管理和评估,都面临困难。长江江豚成年体长约1.5米,出水时仅有背部露出水面,且时间不足1秒。若通过肉眼观察对他们的种群数量和健康状况进行评估,非常困难。迫切需要开展长江江豚的基础生物学研究,并研发与其迁地保护工作相适应的技术体系。

首先,科研人员开发了长江江豚种群的被动声学调查技术。研究并揭示了长江江豚频繁发声的生物学特征,基于此,联合日本科学家研发了针对小型齿鲸的水下生态声学事件记录仪,实现了对长江江豚声信号的主动连续记录和识别。在天鹅洲故道内开展了长江江豚种群数量评估、栖息地利用格局和水下行为监测等系列的研究。

由此,我们知道故道内长江江豚形成几个不同的群体;每天会在故道的水体内进行有规律的移动;平均每天水平移动距离约90km;它们存在合作捕食的行为;喜欢在坡度平缓的浅滩水域捕食;夜间捕食行为比白天更频繁;捕食时会采用翻转身体的方式来扩大探测范围;不同季节栖息地需求不一样,在夏季需要到深槽水域活动,利用底层低温水体来降温,并减少在水面活动的频次;新生幼豚采用低频声信号与母亲通讯,易被水下噪声干扰等。

这些研究极大地提升了对长江江豚的生物学认识,也有效加强了对故道内迁地保护种群的科学评估和管理。这款仪器,也已经成为鲸类学研究中最重要和最广泛使用的设备之一。

然而,要想准确地对故道内长江江豚种群数量进行计数和种群的健康状况进行评估,最直接有效的办法是对故道内江豚种群进行捕捞和采样。小型鲸类的捕捞存在极大的风险和技术困难,主要原因是他们长期适应了水生环境,个体小,捕捞时的应激反应强烈,容易死亡。

2017年,由美国、丹麦和墨西哥等国科学家组建了一支国际科考队,对墨西哥湾的小头鼠海豚(体长与江豚相似)实施捕捞和迁地保护。他们一共捕捞了2头个体,其中1头在起水后,有严重的应激反应,直接死亡。为避免不测,另外1头只能立即释放,小头鼠海豚的迁地保护行动也宣告失败。由此可见,时至今日小型鲸类的捕捞仍然存在很大的技术障碍和风险,20年前长江江豚的捕捞更是困难重重!

研究人员开发了声驱网捕相结合的方法,经过多年的实践,有效完成了对长江江豚的成功捕捞。该技术的实施,不仅实现了对迁地保护种群的精确计数、个体补充和有效评估,更重要的是它几乎是挽救了整个长江江豚迁地保护事业。2008年早春,中国南方遭受严重的冰雪灾害,整个天鹅洲故道结冰,始料未及!这场灾害给天鹅洲迁地保护种群带来了极大创伤,6头长江江豚直接殒命,几乎所有的长江江豚都被冰棱划伤,存在感染风险,十分危急。在农业农村部(原农业部)的指导下,我们和天鹅洲保护区对故道内的江豚实施了捕捞和救护,这才保住了天鹅洲长江江豚种群。

虽然2002年以后,天鹅洲故道内长江江豚种群呈现连续繁殖,持续增长。但2008年的冰灾,给长江江豚的保种行动敲响了警钟。不能将所有的希望都装在天鹅洲一个篮子里,建设新的迁地保护区被提上日程。

通过总结系列研究成果,我们建立了长江江豚迁地保护水域选址技术,包括候选水域的自然环境质量、生物资源本底、社会经济条件、管理能力、种群发展空间等指标体系。

受农业农村部(原农业部)委托,我们开展了长江中下游流域长江江豚迁地保护候选水域普查的工作,为新的迁地保护区挑选合适的水域。湖北监利何王庙/湖南华容集成故道(共管水域)是1968年自然裁弯形成的牛轭湖,有33km长,平均宽度约1.5km,常年自然通江,是排序第一的迁地保护候选水域。

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图3, 2015年3月,在湖北监利何王庙/湖南华容集成故道启动长江江豚迁地保护行动 

   2015年3月,由农业农村部(原农业部)主持,生态环境部(原环保部)、湖南省、湖北省、江西省和中国科学院参与,在湖北监利何王庙/湖南华容集成故道启动了“长江江豚迁地保护工程”,从鄱阳湖和天鹅洲故道分别迁入4头长江江豚,建成了第二个长江江豚迁地保护种群。2016年3月,又在安徽安庆西江故道建立了第三个长江江豚迁地保护种群,并迁入7头江豚。可喜的是,这两个新建立的迁地保护种群均在第二年实现成功的自然繁殖,而且此后也观察到了连续的自然繁殖。通过野外个体补充和自然繁殖,两个迁地保护种群均超过20头,进入了快速发展时期。

4.jpg 图4,2015年春季,采用声驱网捕技术开展鄱阳湖长江江豚种群调查,向天鹅洲保护区和新建立的

何王庙/集成保护区分别迁入4头江豚 

   03 问题凸显

伴随着长江江豚迁地保护种群数量的快速增长,国际上的质疑声音逐渐减弱,但存在一个显著问题:迁地保护种群都生活在相对封闭的空间中,遗传多样性水平可能较低,存在近交衰退等遗传瓶颈,灭绝风险高。

迁地保护群体需要加强遗传管理才能保证迁地保护措施最终取得成功,而亲子鉴定技术则是种群遗传管理的基础和前提。我们采用一种优化高效的磁珠富集法首次为长江江豚分离得到数十个微卫星座位,并最终筛选到20余个多态性微卫星标记。

对2008年春天石首天鹅洲保护区迁地保护长江江豚群体进行了亲子鉴定,成功地鉴定出14对亲子关系,并构建得到了保护区群体初步的遗传谱系,可信度达到99%以上。评估结果显示该迁地保护长江江豚群体具有较低的mtDNA遗传多样性及中等水平的微卫星遗传变异,该群体的遗传多样性在今后100年内将出现明显的持续下降。因此,提出需要尽快从野外引进代表不同遗传变异的个体,通过增加种群数量及调节种群雌雄性比等途径来确保石首保护区长江江豚群体的长期健康发展。

基于对天鹅洲迁地保护种群及野外长江江豚种群遗传多样性的持续监测,我们在2013年、2014年、2016年及2017年,通过救护、个体交换等措施,从野外向天鹅洲故道迁入了8头个体,成功实现了遗传多样性优化。更重要的是,在新建立的两个迁地保护种群中,都实现了不同遗传背景个体的混合。

当前,在农业农村部的指导下,正在实施“长江江豚迁地保护种群的遗传管理工程”。计划对迁地保护种群进行全面的遗传背景调查,通过个体交换和引入等措施,实施遗传多样性优化。

研究结果显示当天鹅洲故道种群数量小于30头时,容易发生近亲交配繁殖,但随着种群结构调整和数量持续增长,近亲繁殖减少。这提示长江江豚种群可能存在某种避免近亲交配繁殖的机制,维持较大的种群数量(>30头)或可避免由于近交带来的风险。 

04 双重保险

除通过自然迁地保护来实施长江江豚的保种行动外,我们还准备了B计划,开展了长江江豚人工繁育的研究和尝试。在水生所白鱀豚馆,从1996年开始尝试长江江豚的人工饲养和繁育。

5.jpg 图5,水生所白鱀豚馆,训练员正在给新生的幼豚喂奶,补充体能 

通过系列的繁殖生物学研究,对长江江豚的个体生长、能量需求、性腺发育周期、分娩护理、精子发生和冷冻保存等有了新的认识:长江江豚不同季节的营养需求存在显著差别;妊娠期是12个月左右;分娩时长约2小时,会发生头胎位;哺乳期约6个月,前3个月完全依赖母乳,3至6个月是混合营养期;雄性性腺在4岁左右发育成熟,体长大于133cm;全年都可交配,主要高峰期是3月至9月;是典型的混交制等。

结合对长江江豚人工饲养环境的控制和管理经验,建立和发展了营养调配、水质监控、社群管理、谱系记录、妊娠监测、孕期和分娩护理等系列技术,并成功实现了长江江豚人工繁育。

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图6,2007年水生所白鱀豚馆第二头江豚出生,正在吸奶的是新生幼豚,一旁观看的是哥哥,是2005年出生的第一头江豚 

2005年,第一头在水生所白鱀豚馆人工环境下繁育的长江江豚出生,今年已经17岁啦。随后,在白鱀豚馆还实现了多次成功的繁殖。更可喜的是,第一头在白鱀豚馆出生的江豚还参与了第二代的繁殖,顺利升级奶爸。

2008年,利用在天鹅洲保护区冰灾中救护的两头江豚,我们在保护区网箱内开展了长江江豚的人工繁育研究。2015年5月,首次实现了网箱内的自然繁殖成功,小江豚健康成长至今。2020年5月,网箱内又出生了一头江豚。长江江豚的人工繁殖技术取得了较好成功,为长江江豚的保种提供了重要技术支撑。

当前,在天鹅洲故道中迁地保护长江江豚的种群数量超过100头。其他几处迁地保护水域的长江江豚数量逐年增加,加上人工繁殖群体,整体上长江江豚的保种种群数量已达 160 余头,且种群健康状况和持续发展势头良好,为长江江豚的保护提供了坚实保障。

目前,我国政府已将迁地保护列为实施长江珍稀濒危物种拯救行动措施之一,在《国务院办公厅关于加强长江水生生物保护工作的意见》中明确指出,“加强长江江豚栖息地保护,开展长江中下游长江江豚迁地保护行动”。

鉴于我国长江江豚迁地保护的成功,世界自然保护联盟等单位于2019年在水生所召开“长江江豚保护进展及启示国际学术讨论会”,会议高度认可长江江豚迁地保护工作,认为应将迁地保护技术推广应用到小头鼠海豚等世界其他珍稀鲸类物种的保护。 

05 精彩继续

故事到这里基本完成了上半场的剧情。是的,还有下半场,而且已经开始。“长江江豚迁地保护种群的遗传管理工程”才刚刚启动,这是未来重要的工作。此外,迁地保护种群的野化放归,才是下半场的重头戏。

长江江豚迁地保护的根本目标是能够为野外长江江豚的种群恢复提供帮助,也就是将迁地保护的江豚释放到野外栖息地,补充野外种群。动物的野化放归从来都面临极大的挑战,需要相当长的时间和技术保障。

2011年4月,我们首次开展了长江江豚的软释放。一头名为“阿宝”的雄性江豚被选中,成为这次软释放的主角。阿宝于2004年从天鹅洲故道来到白鱀豚馆,在人工饲养环境中与我们朝夕相处生活了近7年。通过食性驯化、捕食行为重建、群体行为塑造和环境适应等系列操作,历时4个月,我们成功将其放归天鹅洲故道。离别时刻,我们和阿宝也是执手相看泪眼,那天也是千里烟波,暮霭沉沉楚天阔。

7.jpg 图7,2015年天鹅洲故道江豚体检,我们再次与老朋友阿宝相逢 

幸运的是,在2015年天鹅洲长江江豚种群调查中,我们再次与这位老朋友相逢。他身体健康,子孙满堂。通过研究鉴定,阿宝2011年回到保护区后又至少产生了2个子代,加上阿宝2004年离开保护区之前繁育的3个子代至少给它生了10个孙子(女)和2个曾孙,他已经实现了四世同堂!

阿宝的故事告诉我们,人工饲养的长江江豚通过科学的逆向适应驯化,完全可以再次适应自然环境。这为我们进一步开展长江江豚的野化放归提供了有力的技术支撑。2013年,我们和湖北长江新螺段白鱀豚国家级自然保护区联合开展了洪湖老湾故道长江江豚野化放归基地的可行性研究,相关报告通过了农业农村部(原农业部)组织的专家评审,并获得批准。2017年,我们协助保护区完成了洪湖老湾故道长江江豚野化放归基地环境优化方案。保护区按照方案,已经完成了老湾故道各项环境改造和设施建设。2021年4月,经农业农村部批准,从天鹅洲保护区迁入两头长江江豚开展野化适应性训练,目前它们接受了低鱼类资源密度和高流速环境捕食行为重建以及船舶噪声适应性等训练,状况良好,为最终野化做好了充分准备。

2017年长江江豚生态科学考察结果显示,长江江豚种群快速衰退的趋势得到基本遏制。甚至,在局部水域,例如洞庭湖和南京江段,长江江豚的种群数量呈现了恢复。2021年1月1日起,长江干流、大型通江湖泊和重要支流正式开始为期十年的全面禁捕。沿江各省也加强了对长江岸线的整治和恢复,严控污水排放,洞庭湖和鄱阳湖的无序采砂也得到了根本性的控制。这是践行“长江大保护”的有力举措,是水生野生动物保护最重要的第一步,也将必然对长江江豚的保护产生积极的影响。

可以预期,整体上,长江江豚的栖息生境和种群数量将会得到逐步恢复。我们相信,长江江豚保种故事的下半场一定会更精彩。 

8.jpg 图8,2018年6月2日在水生所白鱀豚馆出生的江豚e波