彈出式衛(wèi)星標(biāo)記在海洋動(dòng)物分布與遷移研究中的應(yīng)用

吳川，朱佳志，蘇巍，郭文韜，姜偉

（1.中國長江三峽集團(tuán)有限公司中華鱘研究所，湖北 宜昌 443100；2.三峽工程魚類資源保護(hù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 宜昌 443100）

海洋是地球生物的起源地，人類獲取蛋白質(zhì)的重要來源。目前已知海洋生物超過20 萬種，其中海洋魚類約16 700 余種、甲殼類50 000 多種、海洋哺乳動(dòng)物130 多種[1]。20 世紀(jì)80 年代以來，越來越多的證據(jù)顯示，海洋的過度開發(fā)已使全球的海洋漁業(yè)資源嚴(yán)重退化[2,3]；種群結(jié)構(gòu)和食物鏈被破壞使很多傳統(tǒng)漁場捕撈量持續(xù)下降。在這種情況下，局地甚至是全球范圍內(nèi)的海洋物種滅絕被認(rèn)為是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢[4]。加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)，發(fā)展可持續(xù)海洋漁業(yè)已成為全球共識(shí)[5]。

掌握海洋動(dòng)物的分布、遷移規(guī)律是了解其種群動(dòng)態(tài)、種群管理和制定保護(hù)策略的基礎(chǔ)[6]。在早期的相關(guān)研究中，一般采用直接采樣（如海釣、捕撈等）或標(biāo)記回捕法等傳統(tǒng)的調(diào)查方法獲取數(shù)據(jù)。但是，這些傳統(tǒng)方法往往需要耗費(fèi)大量人力物力，或因?yàn)闃?biāo)記容易脫落、回收率較低導(dǎo)致分析結(jié)果不可靠。需要進(jìn)行更大數(shù)量的標(biāo)記放流和多種形式的標(biāo)記數(shù)據(jù)回收，如通過獎(jiǎng)勵(lì)來激勵(lì)漁民反饋標(biāo)記信息等[7,8]。隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，后續(xù)又發(fā)展了水聲學(xué)探測、聲吶標(biāo)記追蹤等方法[9,10]。這類方法在更加精細(xì)地研究海洋動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和棲息水域環(huán)境特征方面具有一定優(yōu)勢。缺點(diǎn)是探測距離有限，需要布設(shè)大量的接收設(shè)備或通過監(jiān)測船攜帶設(shè)備進(jìn)行持續(xù)跟蹤監(jiān)測[11,12]。長距離遷移和棲息水層較深的海洋動(dòng)物，傳統(tǒng)方法因難以獲取樣本或探測距離受限，研究其分布與遷移規(guī)律存在一定困難[13]。

彈出式衛(wèi)星標(biāo)記（Pop-up Satellite Archival Tags,PSATs）是20 世紀(jì)90 年代發(fā)展起來的一項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)。1998—1999 年，Block[14]和Lutcavage[15]等首次成功將該技術(shù)應(yīng)用于研究大西洋藍(lán)鰭金槍魚（Thunnus thynnus）的遷移范圍和產(chǎn)卵洄游。PSATs 技術(shù)自身攜帶傳感器，可記錄海洋動(dòng)物遷移過程中的位置、水深和水溫等信息，可按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間與固定裝置分離，浮出水面，將記錄的信息發(fā)送給Argos 衛(wèi)星，最終交付給用戶。該技術(shù)不需要大量捕獲監(jiān)測對(duì)象和大范圍布設(shè)監(jiān)測裝置，成為大范圍、長時(shí)間尺度研究海洋動(dòng)物分布與遷移的有效手段。目前，PSATs 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大型硬骨魚[16-18]、板鰓魚類[19,20]和海龜類[21,22]等海洋動(dòng)物的分布與遷移研究中。

本文介紹了PSATs 的工作原理及主要產(chǎn)品類型、PSATs 技術(shù)在海洋動(dòng)物分布與遷移研究中的應(yīng)用、效果及存在的問題，并討論其未來的發(fā)展方向，可為相關(guān)研究提供參考。

1 PSATs 的工作原理及主要產(chǎn)品類型

彈出式衛(wèi)星標(biāo)記一般由固定裝置、供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)四部分組成（圖1）。固定裝置一般由錨標(biāo)、鉆孔或粘膠等方式將標(biāo)記固定在標(biāo)記對(duì)象體表，通過可熔斷連接環(huán)與標(biāo)記主體部分連接。供電系統(tǒng)內(nèi)置鋰電子（部分標(biāo)記型號(hào)同時(shí)配備太陽能供電）為傳感器數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和可熔斷連接環(huán)電熔釋放過程供電。數(shù)據(jù)采集部分一般配置有溫度傳感器、壓力傳感器、光照傳感器、LED 指示燈和數(shù)據(jù)接口等。數(shù)據(jù)傳輸部分主要由浮體和數(shù)據(jù)傳輸天線組成。

圖1 彈出式衛(wèi)星標(biāo)記（MiniPAT 型號(hào)）Fig.1 Pop-up Satellite Archival Tags（MiniPAT，Wildlife Computer）

在標(biāo)記監(jiān)測前，提前設(shè)置好PSATs 的彈出時(shí)間。在實(shí)施標(biāo)記放流后，PSATs 通過溫度傳感器記錄標(biāo)記對(duì)象遷移過程中的水溫信息；壓力傳感器記錄其所處水深；光照傳感器記錄其所處水層的光照強(qiáng)度，后續(xù)通過日長（day length）定位緯度、通過正午時(shí)間（time of local noon）定位經(jīng)度，反演標(biāo)記對(duì)象所處地理位置。部分標(biāo)記型號(hào)同時(shí)配置了地磁場傳感器，由地磁信息反演標(biāo)記對(duì)象所處緯度，由光照反演其經(jīng)度。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更加精確的定位。當(dāng)?shù)竭_(dá)提前設(shè)置好的彈出時(shí)間后，可熔斷連接環(huán)通過電熱熔斷將PSATs 主體部分與連接裝置分離，標(biāo)記會(huì)在浮體作用下浮出海面。當(dāng)Argos 衛(wèi)星從標(biāo)記所處上空經(jīng)過時(shí)，標(biāo)記通過通訊天線將存儲(chǔ)的水溫、水深、光照等信息傳送到Argos 衛(wèi)星。衛(wèi)星公司對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后交付用戶進(jìn)行分析。

目前生產(chǎn)海洋動(dòng)物研究用的彈出式衛(wèi)星標(biāo)記廠家主要有4 家：美國Wildlife Computers 公司（http://www.wildlifecomputers.com/），主要標(biāo)記型號(hào)有MiniPAT、MK10 和mrPAT 等；美國 Microwave Telemetry 公司（www.microwavetelemetry.com），主要標(biāo)記型號(hào)有PTT-100 和X-Tag；美國Desert Star Systems 公司（www.desertstar.com），主要標(biāo)記型號(hào)有SeaTag-MOD 和SeaTag-GEO；加拿大Lotek wireless公司（www.lotek.com），主要標(biāo)記型號(hào)有PSATGEO等。其中Wildlife Computers 公司的MiniPAT 和MK10 型號(hào)標(biāo)記、Microwave Telemetry 公司PTT-100型號(hào)標(biāo)記使用較為廣泛。Desert Star Systems 公司推出PSATs 產(chǎn)品時(shí)間較晚，其SeaTag-MOD 型號(hào)標(biāo)記近年也有一定使用報(bào)道。Lotek wireless 公司標(biāo)記使用的報(bào)道較少。各型號(hào)標(biāo)記主要參數(shù)見表1。

表1 各型號(hào)彈出式衛(wèi)星標(biāo)記參數(shù)Tab.1 Parameters for each type of PSATs

2 PSATs 技術(shù)在海洋動(dòng)物分布與遷移研究中的應(yīng)用

2.1 種群分布范圍界定及種群結(jié)構(gòu)研究

遠(yuǎn)洋洄游性物種分布范圍的界定一直是海洋漁業(yè)資源管理的難題。特別是保護(hù)和管理一些跨海域遷徙的瀕?；虮Ｗo(hù)動(dòng)物的種群資源，往往需要多個(gè)區(qū)域或國家協(xié)同配合。準(zhǔn)確界定種群分布范圍是政府管理部門制定漁業(yè)管理策略的重要依據(jù)。目前，PSATs 技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到美國東南沿海和墨西哥灣藍(lán)鰭金槍魚[17]、中美洲太平洋海域旗魚（Istiophorus platypterus）[23]、夏威夷海域雙髻鯊（Sphyrna lewini）[24]、澳大利亞南部海域灰真鯊（Carcharhinus obscurus）[25]、北大西洋至北極海域格陵蘭鯊（Somniosus microcephalus）[26]和澳大利亞海洋公園南極石首魚（Argyrosomus japonicus）[27]的分布范圍研究。在我國東南沿海中華鱘（Acipenser sinensis）[6,28]分布范圍研究中也得到初步應(yīng)用。

種群結(jié)構(gòu)特征和不同種群間的遺傳多樣性是漁業(yè)科學(xué)研究的兩個(gè)重要目標(biāo)[29]。部分物種在同一海域中往往有多個(gè)種群來源。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)洋洄游性物種的種群結(jié)構(gòu)調(diào)查，主要是通過海釣、遠(yuǎn)洋捕撈、誤捕統(tǒng)計(jì)和標(biāo)記回捕等方式獲取數(shù)據(jù)。對(duì)于一些棲息地范圍不固定、深潛或底棲動(dòng)物，傳統(tǒng)的調(diào)查方法實(shí)施起來具有一定難度。將PSATs 技術(shù)和傳統(tǒng)調(diào)查手段、穩(wěn)定同位素技術(shù)、耳石微化學(xué)元素分析等技術(shù)結(jié)合起來，為遠(yuǎn)洋洄游性物種的種群結(jié)構(gòu)研究提供了新思路。如大西洋鮭（Salmo salar）加拿大米奇河種群和歐洲種群在圣勞倫斯灣的種群結(jié)構(gòu)組成研究[30]、南大西洋大青鯊（Prionace glauca）[31]東北大西洋海域的鼠鯊（Lamna nasus）[32]和北極格陵蘭島海域花羔紅點(diǎn)鮭（Salvelinus malma）[33]種群結(jié)構(gòu)評(píng)估等研究中均用PSATs 技術(shù)作為重要的監(jiān)測手段和數(shù)據(jù)補(bǔ)充途徑。

2.2 棲息地環(huán)境偏好及時(shí)空分布特征研究

很多生物和非生物因素影響海洋動(dòng)物的棲息地選擇，最終影響到個(gè)體攝食、存活率、性腺發(fā)育和繁殖等。海洋動(dòng)物的棲息地大小、停留時(shí)間與捕食策略、棲息地環(huán)境特征、種內(nèi)或種間競爭等因素息息相關(guān)[34]。特別是研究一些海洋頂級(jí)捕食者的棲息地偏好和時(shí)空分布特征，對(duì)保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。種群數(shù)量變動(dòng)可以通過食物鏈自上而下影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。過度捕撈或誤捕一些頂級(jí)捕食者導(dǎo)致其種群數(shù)量下降，以及由此引起的生態(tài)系統(tǒng)問題已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注[35]。掌握一些瀕危物種或保護(hù)動(dòng)物的棲息地環(huán)境特征對(duì)于棲息地重建、替代生境選擇、種群復(fù)壯等物種保護(hù)具有重要指導(dǎo)意義。PSATs 技術(shù)在大范圍、長時(shí)間尺度監(jiān)測的優(yōu)勢，能夠詳細(xì)反饋海洋動(dòng)物遷移過程中的棲息水深、水溫等信息，已經(jīng)在油夷鮫（Notorynchus cepedianus）[35]、旗魚[36,37]、藍(lán)鰭金槍魚[38,39]、翻車鲀（Mola mola）[40]、大眼長尾鯊（Alopias superciliosus）[41]、姥鯊（Cetorhinus maximus）[42]、大西洋鱘（Acipenser oxyrinchus oxyrinchus）[43]、大西洋鮭[44]、短吻鱘（Acipenser brevirostrum）[45]、黑斑平鲉（Sebastes melanostictus）[46]、大西洋牙鲆（Paralichthys dentatus）[47]、裸蓋魚（Anoplopoma fimbria）[48]和鲯鰍（Coryphaena hippurus）[49]等海洋動(dòng)物垂直分布規(guī)律、晝夜或季節(jié)性棲息環(huán)境選擇等方面得到廣泛應(yīng)用。

2.3 產(chǎn)卵場定位及產(chǎn)卵洄游監(jiān)測

監(jiān)測某些大型遠(yuǎn)洋洄游性物種產(chǎn)卵洄游，分析繁殖群體結(jié)構(gòu)往往比陸地生物更加困難。大部分時(shí)間這些物種不同群體可能混居在一起，僅僅在一年某個(gè)時(shí)段，比如繁殖季節(jié)，會(huì)聚集成不同群體[50]，在不同海域繁殖。準(zhǔn)確了解不同種群的產(chǎn)卵場位置、范圍以及同一產(chǎn)卵場的同個(gè)體的擴(kuò)散范圍，對(duì)種群管理和保護(hù)瀕危物種至關(guān)重要。但是，對(duì)大多數(shù)遠(yuǎn)洋洄游物種的產(chǎn)卵場和個(gè)體擴(kuò)散遷移路徑尚不清楚，僅能靠傳統(tǒng)的漁獲捕撈或標(biāo)記回捕方式進(jìn)行分析。這種監(jiān)測結(jié)果往往準(zhǔn)確性較低[51]。PSATs 技術(shù)在跨海域、長時(shí)間追蹤監(jiān)測方面具有顯著優(yōu)勢。標(biāo)記自身攜帶的各類傳感器可以詳細(xì)記錄遷移過程中的環(huán)境信息。結(jié)合不同海域的底質(zhì)、地形、洋流、浮游或底棲生物豐度/種類的信息，可以較準(zhǔn)確地分析出遠(yuǎn)洋洄游物種的產(chǎn)卵場范圍以及個(gè)體的擴(kuò)散遷移路徑。Block 等[50]用PSATs 技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，西大西洋的藍(lán)鰭金槍魚由兩個(gè)種群組成，分別在墨西哥灣和地中海海域繁殖，而出生在地中海產(chǎn)卵場的藍(lán)鰭金槍魚遷移至大西洋中東部海域覓食。Richardson 等[52]對(duì)墨西哥灣的美洲旗魚和藍(lán)鰭金槍魚進(jìn)行了長達(dá)兩年的PSATs 監(jiān)測。結(jié)果顯示，弗羅里達(dá)海峽是兩個(gè)洄游性魚類產(chǎn)卵洄游的重要通道，洄游過程中的美洲旗魚繁殖群體這一區(qū)域短暫停留。PSATs 技術(shù)也成功應(yīng)用于日本鰻鱺（Anguilla japonica）、美洲鰻鱺（A.rostrata）、白皮旗魚和大西洋鱘的產(chǎn)卵場定位和生殖洄游遷移監(jiān)測中[53-55]。

2.4 入侵物種防治

外來生物入侵改變了本地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，使得本地物種數(shù)量銳減甚至滅亡，地區(qū)生物多樣性下降，造成重大經(jīng)濟(jì)損失[56]。外來海洋物種入侵是世界海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨的第二大威脅，僅次于海洋棲息地破環(huán)。相比之下，活動(dòng)區(qū)域范圍大且入侵物種的分布規(guī)律難以判斷，海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生物入侵防治比陸地生態(tài)系統(tǒng)更加困難[57]。研究表明，海洋入侵生物以藻類、污損生物、微生物和灘涂植物為主[58]。但是，大型海洋動(dòng)物入侵對(duì)當(dāng)?shù)貪O業(yè)生物多樣性和海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響同樣不可忽視。通過PSATs 監(jiān)測技術(shù)，準(zhǔn)確掌握大型入侵海洋動(dòng)物的分布范圍、棲息水深及季節(jié)性或晝夜活動(dòng)規(guī)律，對(duì)于實(shí)施精準(zhǔn)、高效捕撈具有指導(dǎo)意義。如在日本海域的越前水母（Nemopilema nomurai）入侵防治中，Honda 等[59]采用PSATs 技術(shù)結(jié)合聲吶標(biāo)記技術(shù)監(jiān)測了該動(dòng)物在日本海域分布水深，發(fā)現(xiàn)該物種主要分布在40 m 水深范圍內(nèi)，晚上分布水層顯著深于白天。由此應(yīng)針對(duì)性地開展拖網(wǎng)捕撈。

2.5 標(biāo)記放流存活率評(píng)估

野外的存活率一直是珍稀瀕危物種保護(hù)的關(guān)注點(diǎn)和評(píng)價(jià)人工增殖放流效果的主要指標(biāo)[60]。PSATs 技術(shù)在評(píng)估遠(yuǎn)洋洄游性海洋動(dòng)物標(biāo)記放流存活具有明顯優(yōu)勢。彈出式衛(wèi)星標(biāo)記除了按照預(yù)定時(shí)間彈出并向Argos 衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)，還有其他三種情況會(huì)提前彈出：（1）當(dāng)標(biāo)記動(dòng)物死亡并短時(shí)間內(nèi)下沉至一定水深（MiniPAT：1 400 m；PTT-100/X-Tag：1 250 m）時(shí)；（2）當(dāng)衛(wèi)星標(biāo)記壓力傳感器記錄的水深在一定時(shí)間內(nèi)（MiniPAT：5 d；PTT-100/X-Tag：2 d）沒有發(fā)生變化時(shí)；（3）當(dāng)標(biāo)記對(duì)象在一定時(shí)間內(nèi)一直處于某一設(shè)定的最低溫度（一般為該物種最低棲息水溫），或者在一定時(shí)間范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的水溫梯度變化（SeaTag-GEO：0.2℃）時(shí)。以上情況結(jié)合具體的海底地形、環(huán)境信息，可判斷標(biāo)記對(duì)象死亡。比如在評(píng)估太平洋麗龜（Lepidochelys olivacea）[22]、綠海龜（Chelonia mydas）[61]和紅海龜（Caretta Caretta）[62]的標(biāo)記放流存活率中，就是通過標(biāo)記對(duì)象突然沉入深水區(qū)或者標(biāo)記對(duì)象沉入水底，2～4 d 水深沒有變化的兩種情況來判斷標(biāo)記對(duì)象死亡。

在很多地區(qū)的休閑漁業(yè)管理或者海洋漁業(yè)捕撈中，為了更好地保護(hù)海洋魚類，往往要求將釣的魚類或誤捕非目標(biāo)魚類重新放生。但是，魚鉤或漁網(wǎng)造成的體表創(chuàng)傷和由此產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)，易使魚類死亡。所以，放生的存活率是管理策略制定者重點(diǎn)關(guān)注的問題[63]。南加州海域的休閑漁業(yè)中一般通過鉤住長尾鯊（Alopias vulpinus）尾鰭來捕獲。Heberer 等[64]通過PSATs 技術(shù)評(píng)估長尾鯊在捕獲-放生后的死亡率達(dá)到26%。Eddy 等[65]研究發(fā)現(xiàn)，東太平洋捕撈金槍魚時(shí)，鯊魚誤捕撈死亡率超過了80%，說明捕獲-放生管理方式的保護(hù)效果有限，還應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)捕撈方式，以減少誤捕。而Keno 等[66]采用PSATs 技術(shù)評(píng)估挪威海域的大西洋庸鰈（Hippoglossus hippoglossus）放生死亡率，結(jié)果捕獲-放生的保護(hù)方式對(duì)大西洋庸鰈的保護(hù)效果較好。

3 PSATs 技術(shù)應(yīng)用效果及存在的問題

應(yīng)用PSATs 技術(shù)研究海洋動(dòng)物分布與遷移的最關(guān)鍵是衛(wèi)星標(biāo)記彈出及信號(hào)傳輸?shù)某晒β蔥67]。Musyl 等[68]對(duì)全球731 個(gè)PSATs 應(yīng)用案例的統(tǒng)計(jì)分析顯示：PSATs 釋放及信號(hào)傳輸?shù)某晒β蕿?9%（其中按照設(shè)定時(shí)間彈出占比18%，提前彈出占比82%）；PSATs 能按照預(yù)先時(shí)間釋放并成功將傳感器采集和存儲(chǔ)的環(huán)境信息傳輸至Argos 衛(wèi)星的成功率僅為18%，處于較低水平。影響衛(wèi)星標(biāo)記彈出和信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛴幸韵? 點(diǎn)：（1）標(biāo)記對(duì)象棲息環(huán)境。標(biāo)記對(duì)象棲息海域的水溫和水深變化都影響衛(wèi)星標(biāo)記能否順利彈出。Hays 等[69]研究發(fā)現(xiàn)，PSATs技術(shù)在高緯度地區(qū)的應(yīng)用成功率高于低緯度地區(qū)。這主要是因?yàn)榈途暥鹊貐^(qū)（水溫較高）海域葉綠素濃度高于高緯度（水溫較低），更利于附著在衛(wèi)星標(biāo)記上的污損生物生長。而污損生物是導(dǎo)致衛(wèi)星標(biāo)記失效的主要原因之一。（2）衛(wèi)星標(biāo)記固定方式。常見的衛(wèi)星標(biāo)記固定方式有錨標(biāo)、鉆孔或粘膠等，衛(wèi)星標(biāo)記主體部分通過鋼絲繩或尼龍繩與固定裝置連接。當(dāng)標(biāo)記對(duì)象棲息水域環(huán)境較差時(shí)，這種固定方式容易纏繞水草、海洋垃圾等，在其拉拽下容易脫離衛(wèi)星標(biāo)記，或因包裹導(dǎo)致標(biāo)記無法順利彈出。錨標(biāo)的固定方式會(huì)在動(dòng)物體表形成創(chuàng)傷。傷口感染或潰爛使衛(wèi)星標(biāo)記脫落或標(biāo)記對(duì)象死亡也是標(biāo)記失敗的原因。（3）Argos 衛(wèi)星通訊問題。Argos 衛(wèi)星數(shù)量較少，不同海域Argos 衛(wèi)星的覆蓋頻率不同。當(dāng)衛(wèi)星標(biāo)記浮出水面，開始發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，標(biāo)記電池電量不足或者標(biāo)記所處海域風(fēng)浪較大都影響信號(hào)傳輸效果，而Argos 衛(wèi)星未能即使覆蓋該海域，往往就不能及時(shí)接收數(shù)據(jù)。（4）標(biāo)記對(duì)魚類游泳行為的影響。附著于動(dòng)物體表的衛(wèi)星標(biāo)記自身有一定浮力。當(dāng)標(biāo)記對(duì)象游動(dòng)時(shí)，標(biāo)記也會(huì)產(chǎn)生向后的拉力。Grusha 和Patterson[12]和Lynch 等[70]分別研究了衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)牛鼻魟（Rhinoptera bonasus）和沙洲鯊（Carcharhinus plumbeus）游泳行為、能量消耗和生理代謝的影響。結(jié)果表明，當(dāng)標(biāo)記對(duì)象達(dá)到一定體質(zhì)量和長度后，標(biāo)記并不會(huì)對(duì)大型海洋動(dòng)物的正?；顒?dòng)產(chǎn)生太大影響。而Methling 等[71]研究發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星標(biāo)記拉拽顯著影響歐洲鰻鱺（Anguilla anguilla）的能量消耗、游動(dòng)性能和游動(dòng)效率。Hoolihan 等[72]分析了183 個(gè)PSATs 標(biāo)記的大型遠(yuǎn)洋魚類的垂直游泳行，發(fā)現(xiàn)超過60%的標(biāo)記對(duì)象標(biāo)記放流后3～60 d 游泳行為不正常，說明選擇不合理的標(biāo)記對(duì)象，也是導(dǎo)致標(biāo)記最終失效（如被捕食）的主要原因。

光基定位（light-based relocation）技術(shù)定位精度差也是影響PSATs 技術(shù)應(yīng)用效果的主要因素。該項(xiàng)技術(shù)通過正午時(shí)間（time of local noon）定位經(jīng)度，一般不易受季節(jié)和地理位置影響，定位精度較高。但是，通過日長（day length）定位緯度偏差要大得多，特別是在黎明黃昏、春秋分季節(jié)和兩極地區(qū)。這種技術(shù)定位精度還易受光衰減、水體渾濁度、動(dòng)物垂直游泳行為等影響[73]。通過引入卡爾曼濾波模型（Kalman filter model）或?qū)⑿l(wèi)星標(biāo)記采集的海洋表面溫度和遙感采集的海洋表面溫度進(jìn)行匹配優(yōu)化等多種方式，使得光基定位精度明顯提升。但是，在不同研究對(duì)象之間也存在差異。在鯨等需要上浮呼吸的動(dòng)物定位時(shí)，定位精度效果明顯提升，在鯊等深潛動(dòng)物或鱘等底層生活魚類的定位精度提升效果不理想[74-76]。

4 總結(jié)與展望

應(yīng)用PSATs 技術(shù)較好地解決了大空間、長時(shí)間尺度海洋動(dòng)物分布與遷移研究中樣本采集和數(shù)據(jù)回收的難題，自30 世紀(jì)90 年代以來，已廣泛用于鯊、海龜、金槍魚、旗魚等海洋動(dòng)物的研究與保護(hù)中。隨著電子信息技術(shù)和制作工藝的不斷發(fā)展，彈出式衛(wèi)星標(biāo)記逐步朝著輕量化、小型化發(fā)展，標(biāo)記彈出和信號(hào)采集的成功率也有顯著進(jìn)步。但是，與其價(jià)格不菲的成本相比，還有很大的提升空間，也反饋出衛(wèi)星標(biāo)記采集的溫度、深度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)存在較大誤差的問題[77]。為此，建議開展以下相關(guān)研究：一是使用緩釋抗生素類藥物抑制衛(wèi)星標(biāo)記上污損生物的生長，促進(jìn)錨標(biāo)固定傷口的恢復(fù)，提升標(biāo)記對(duì)象的成活率和標(biāo)記彈出的成功率；二是進(jìn)一步優(yōu)化標(biāo)記固定方式，優(yōu)選固定材的，避免或減少固定裝置或尼龍繩拖拽水草、海洋垃圾導(dǎo)致標(biāo)記無法成功彈出；三是研究人工模擬環(huán)境下標(biāo)記對(duì)象的游泳行為，評(píng)價(jià)標(biāo)記狀態(tài)對(duì)魚類游泳能力影響以及魚類規(guī)格、體型與標(biāo)記之間的關(guān)系，分析實(shí)際標(biāo)記應(yīng)用中的數(shù)據(jù)誤差，以進(jìn)一步指導(dǎo)衛(wèi)星標(biāo)記的設(shè)計(jì)制造；四是進(jìn)一步優(yōu)化衛(wèi)星標(biāo)記信號(hào)傳輸方式。比如Wildlife Computers 公司的衛(wèi)星標(biāo)記是在浮出水面之后就持續(xù)發(fā)送信號(hào)，而Microwave Telemetry 公司的衛(wèi)星標(biāo)記是在Argos 衛(wèi)星從其海域上空經(jīng)過時(shí)發(fā)送信號(hào)。這種信號(hào)傳輸方式的優(yōu)化一定程度上提升了信號(hào)傳輸成功率。隨著電池儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，下一步可以采用大容量電磁以提高信號(hào)傳輸功率，優(yōu)化衛(wèi)星標(biāo)記在海洋風(fēng)浪大、氣候條件復(fù)雜等環(huán)境下的信號(hào)傳輸，提高信號(hào)傳輸成功率。