人工智能对公开照片进行排序显示恢复中的太平洋座头鲸已达到气候上限

科学家发现，北太平洋正在恢复的座头鲸正在对受气候变化影响的食物供应变化做出反应。他们根据研究人员和公众20年来提交的数千张鲸鱼照片得出了结论。

科学家在《皇家学会开放科学》杂志上报告说，四十年来，北太平洋座头鲸的数量一直在从商业捕鲸中恢复，但在东太平洋变暖的大规模海洋热浪期间，北太平洋座头鲸的数量突然下降。从2012年到2021年，由于被称为“Blob”的海洋热浪扰乱了海洋生态系统并减少了鲸鱼的猎物，鲸鱼的数量减少了约7,000头。

澳大利亚利斯莫尔南十字星大学的博士生、这项新研究的主要作者泰德·奇斯曼(TedCheeseman)表示：“我们预计随着人口的恢复，增长会趋于平稳。”该论文有75名合著者，他们来自NOAA渔业局、国家海洋保护区办公室、大学和其他组织。“我们没有预料到气候变化会降低海洋容纳座头鲸的能力。”

该论文的发现取决于研究人员、观鲸人员、皮划艇运动员和其他公众提交的数十万张座头鲸和其他鲸鱼的照片。照片被上传到happywhale.com，这是一个由Cheeseman共同创立和管理的公民科学网站。

这个不断增长的数据库使用人工智能来匹配座头鲸尾巴下侧的个体形状和图案，例如面部识别。它追踪全球各地的鲸鱼。随着照片宝库的不断增长，奇斯曼和他的同事们正在利用它来追踪鲸鱼种群的变化。

从NOAA渔业西南渔业科学中心退休的资深科学家、论文合著者杰伊·巴洛(JayBarlow)表示：“这是一种巧妙的方式，利用所有在水面上观看鲸鱼的人的力量来全面了解鲸鱼种群。”的新研究。“我们以极低的成本获得尖端科学，帮助我们了解物种并为管理提供信息。”

夏威夷群岛座头鲸国家海洋保护区的自然资源专家埃德·莱曼说：“这些信息不仅可以帮助我们了解气候变化可能产生的影响，还可以帮助我们了解其他风险因素(例如纠缠)的影响。”

照片覆盖全球

大约三分之二的照片来自当前和以前的科学收藏和研究工作。其中包括SPLASH，这是一个关于2004年至2006年座头鲸种群的多合作伙伴项目。公众贡献了来自世界各地的其余照片。奇斯曼说：“如果没有公众的帮助，有些地区的人烟将会非常稀少。”“我们对结果不会有同样的信心。”

这是来自Cheeseman与KenSoutherland于2015年创建的Happywhale照片数据库的第一个重大研究发现。Happywhale目前是鲸类物种最大的摄影数据集。虽然人工智能工具可以帮助扫描和匹配多张照片中鲸鱼的独特颜色图案，但科学家会单独审查和确认每张匹配。

这篇新研究论文的作者列出了数千名贡献座头鲸照片的人，占据了14页的单倍行距。

捕鲸活动影响了人口数量

在20世纪70年代结束之前，商业捕鲸可能已将北太平洋座头鲸的数量减少到几千头。《海洋哺乳动物保护法》和《濒危物种法》禁止在美国水域捕猎和骚扰鲸鱼。北太平洋的座头鲸数量从2002年的约16,875头攀升至2012年的峰值33,488头。

这可能反映了北太平洋座头鲸种群的恢复，当它们充分利用现有的食物供应时，它们已经接近海洋的承载能力。美国国家海洋和大气管理局渔业局认识到座头鲸全球状况审查的进展。审查发现，一些座头鲸种群已经恢复到足够的程度，不再需要受到《濒危物种法》的保护。

热浪导致经济衰退

然后，画面就变了。

2012年至2021年间，座头鲸数量发生逆转，减少了约7,000头，大约下降了20%。这反映出随着大规模海洋热浪笼罩太平洋大部分地区，粮食供应下降。海洋热浪使海面温度达到创纪录的水平，破坏了海洋生态系统，并转移了许多物种的猎物。加州海狮也遭受了苦难。数百只饥饿的海狮幼崽被困在南加州的海滩上，而它们的母亲则游得越来越远去寻找食物。

奇斯曼说：“座头鲸的数量已经恢复到海洋突然无法支撑的水平。”“随着产能下降，大约7,000头鲸鱼死亡。”

一些研究表明，随着气候变化影响世界海洋，海洋热浪可能会变得更加频繁和严重。“当我们开始这项工作时，我们并没有寻找气候变化的影响，但这是我们发现的，”奇斯曼说。

在夏威夷海域越冬的座头鲸数量急剧减少，比2013年的峰值减少了约34%。另一方面，在墨西哥海域越冬的座头鲸数量几乎没有下降。

“北太平洋的座头鲸实际上由几个不同的种群组成，它们在不同的地区繁殖和进食，这些种群受到海洋变化的不同影响，”西南渔业科学中心的科学家、研究人员之一杰夫·摩尔说。论文的共同作者。随着照片不断通过happywhale.com上传，“我们已经建立了跟踪数字进一步变化的机制，”奇斯曼说。

奇斯曼怀疑气候变化是否会像捕鲸那样威胁座头鲸的灭绝。他说，船只撞击和渔具缠绕也对座头鲸造成了影响，但程度与气候导致的减少程度不同。他确实指出，随着捕鲸活动的影响减轻，气候变化对人类的新影响开始影响该物种。他说：“由于气候变化，我们面临着海洋生产力下降的风险，这也是我们所做的。