儒艮如何吃海草：食痕的科学

儒艮是什么：适应海洋生活的草食性海兽

儒艮（Dugong dugon）是儒艮科现存的唯一物种，属于海洋哺乳动物，与海牛是近亲。成年个体体长约3米，体重可达300～400公斤。

作为海洋哺乳动物，儒艮并不像鲸和海豚那样以鱼类或动物性浮游生物为食，而是几乎完全以海草为食，这是它最大的特征。因为这种食性，英语中也将其称为“sea cow”（海牛）。在所有海洋哺乳动物中，只有儒艮和海牛（属于海牛目）是完全的草食性动物，这与鲸目动物或海狮、海豹等完全不同，占据着独特的生态位。

正如陆地草食动物有其“进化谱系”一样，儒艮的祖先也被认为是由陆生植食性哺乳动物演化而来，经过数千万年逐渐完全适应水中生活。化石记录表明，儒艮的近亲物种数千万年来一直依赖浅海海草床生存，可以说是与海草床这一生态系统命运与共的生物。

全球分布与澳大利亚种群

儒艮广泛分布于印度洋和西太平洋的热带、亚热带沿岸地区，从东非、红海、波斯湾，到印度、东南亚，再到澳大利亚北部均有其踪迹。整个分布区域中最大的种群集中在澳大利亚，据估计该国沿岸生活着约16.6万头儒艮，被认为是世界上最后的主要栖息地之一。

与此相对，儒艮分布的最北端是日本的西南诸岛（琉球群岛），生活在此的种群在儒艮整个分布范围中属于极度孤立的小型种群。相较于澳大利亚和印度洋沿岸这一分布核心区域，琉球群岛种群是与主体种群隔绝的“边缘群体”，在遗传多样性和个体数量方面都被认为具有很高的脆弱性。

身体构造与寿命

儒艮的身体呈流线型，前肢演化为鳍状肢，后肢已完全退化，取而代之的是类似海豚的新月形尾鳍。皮肤厚实，体色为灰褐色。视力并不发达，但上唇周围密布敏感的触须（振动毛），据认为有助于探测藏于沙中的海草地下茎。

儒艮在野外的寿命可达70年左右，性成熟需要约10年时间。产仔间隔也长达数年一次，一胎通常只产1头幼崽。这种“难以繁殖”的生活史特征，也是种群一旦减少便极难恢复的原因之一。

幼年儒艮会在母亲哺乳下生活约1年半至2年，同时逐渐学习摄食海草，最终独立生活。在此期间，母子会保持非常近的距离一同在海草床中移动，因此有时会发现成组出现的母子食痕。在个体数量稀少的冲绳，母子的存在本身就是关乎种群未来的重要观察对象。

挖食海草：儒艮特有的摄食行为

儒艮摄食行为中最显著的特征，就是不仅吃海草的叶片，还会连地下茎（根状茎）一起挖出食用。海草与陆地上的草一样属于被子植物，通过在海底沙泥中延伸地下茎来扩展群落（海草床）。地下茎中储存着淀粉等营养物质，对儒艮而言，比起叶片是能量效率更高的食物。

如果用陆地草食动物来打比方，只吃叶片就像兔子啃食草尖，而儒艮的摄食方式则更接近于把根菜连土一起挖出来收获。这种“挖掘型”摄食方式，意味着海草不仅失去地上部分，连再生所依赖的地下茎也一并失去，对海草床造成的影响也更大。

儒艮会将吻部贴向海底，利用上唇的感觉毛和肌肉发达的口部将海草连根拔起食用。这种摄食方式与海牛不同，被认为是儒艮特有的高度特化行为。据估计其每日摄食量约为体重的7%，若以体重400公斤的个体计算，每天大约要吃掉28公斤海草。

冲绳胃内容物调查揭示的食性

日本环境省实施的儒艮与海草床广域调查显示，在冲绳本岛周边确认的个体中，胃内容物有95.5%为海草，其中叶片占52.2%，地下茎和根部占43.2%。地下茎和根部占比接近一半，这一结果印证了儒艮并非只是啃食表面叶片，而是主动地进行挖掘摄食。

这项调查的数据来自因误捕死亡或搁浅个体的胃内容物分析，并非通过捕捉活体解剖获得。在个体数量极其稀少的儒艮生态研究中，这种“偶然获得的样本”分析成为解开其生态之谜的宝贵线索。

偏爱的海草种类

冲绳的海草床中混生着泰来藻、贝克喜盐草、丝粉草等多种海草。据报告，儒艮在其中更偏好叶片较薄、地下茎较柔软的种类进行摄食，这也导致海草床内不同区域因海草种类构成不同而产生食痕分布的差异。相比叶片坚硬的大型海草，营养价值高、更易消化的种类似乎更容易被优先选择。

这种选择性摄食反过来也会影响海草床内的海草种类构成。被儒艮偏好的种类可能会暂时减少，而不易被摄食的种类则相对增加，因此海草床监测不仅要关注海草覆盖率，还需留意各物种构成比例的变化。

摄食行为的季节性变化

海草的生长受水温和日照时长影响，因此海草床的状态也会随季节变化。夏季海草生长旺盛、新芽较多，是儒艮相对容易摄食的时期；而水温下降的冬季，海草生长趋缓，整个海草床的现存量也趋于减少。这种季节性变化被认为也会影响食痕出现的频率与分布，凸显了全年持续调查的重要性。

“食痕”是如何形成的

儒艮挖食海草后，会在海草床留下宽约30厘米、长达数米的带状裸地，或是被啃至接近地下茎的痕迹。研究人员将其称为“食痕（feeding trail）”。

食痕通常在海草床中呈线状或蜿蜒状延伸，被认为反映了一头儒艮在一段时间内挖掘移动的轨迹。在退潮后呈滩涂状的海草床，或礁内浅水区域，尤其容易观察到这种痕迹。

食痕的外观大致可分为两类：一类是连地下茎都被彻底挖出的“深痕”，另一类是只有叶片被啃断、地下茎仍然保留的“浅痕”。痕迹的深浅、宽度和蜿蜒程度，被认为会因个体大小和摄食所耗时间而有所不同，若多条食痕在某处重叠，则该海域很可能是被反复利用的“常用觅食地”。

难以目击的儒艮与“痕迹调查”

儒艮警惕性强，个体数量也极其稀少，仅依靠船只或飞机的目视调查很难掌握其栖息状况。因此，日本环境省及研究机构多年来一直采用记录海草床中食痕分布的方法，即使无法直接看到个体，也能推测“该海域是否被儒艮利用”。

飞机目视调查很容易受天气和海面状况影响，风浪大或阴天时，很难识别水中的儒艮。船只调查同样存在发现率较低的问题，因为儒艮会因警惕而躲避船只。相比之下，通过确认海草床这种“不会移动的证据”进行的食痕调查，受天气影响较小，是一种相对可重复性较高的方法。

在冲绳本岛周边的调查中已经确认，儒艮会通过礁体的缺口（水道）进入礁内形成的海草床，并在靠近水道的区域进行摄食。也就是说，食痕的位置也能成为解读海草床地形与儒艮洄游路线的线索。

食痕调查的实际方法

实地调查通常选在退潮、海草床露出水面时进行，调查人员徒步巡查海草床，一旦发现带状被啃食的痕迹，便用GPS记录其位置，并连同痕迹的宽度、长度、方向、周边海草种类、挖掘深度等信息一并拍照记录。通过对同一海域按季节反复调查，可以根据食痕出现的频率和位置变化，评估该海域对儒艮而言作为觅食地的重要程度。

由于食痕一旦形成便会随着海草再生而逐渐消失，能否发现痕迹会因调查时机的不同而有很大差异。因此，研究人员不会仅凭一次调查结果就断定栖息状况，而是重视积累多年、多季节的数据以把握整体趋势。

从冲绳本岛到先岛诸岛：食痕揭示的分布变化

冲绳本岛周边曾是日本境内儒艮的主要栖息地，目击信息和食痕报告一度集中于此。然而，近年的研究显示，2019年之前目击记录主要集中在冲绳本岛周边，而2020年以后，宫古、八重山等先岛诸岛的食痕发现数量有所增加。

造成这一变化的背景，既包括冲绳本岛周边因开发和船舶往来增加导致的栖息环境恶化，也包括调查范围扩展到先岛诸岛后，此前未被发现的食痕逐渐被记录下来这一因素。也就是说，与其说是“先岛诸岛的儒艮增加了”，不如理解为“原本就被利用的海域，因调查范围扩大而逐渐被发现”，这种可能性也需要一并纳入考量。

据冲绳时报报道，日本环境省的栖息调查在冲绳县内5个海域确认了食痕，并指出先岛诸岛有可能成为固定的觅食地。

粪便DNA分析这一新方法

仅凭目击和食痕无法确定个体身份及其遗传来源。近年来，通过对在海草床周边采集的粪便进行DNA分析，判断该海域被哪一种群的儒艮利用的研究正在推进。有案例显示，在宫古群岛的伊良部岛与冲绳本岛的久志这两个相距较远的地点采集的粪便DNA分析结果，证实了儒艮确实曾到访过这两处地点。

综合这些调查方法可以看到，一方面有研究认为“冲绳本岛周边种群正经历数十年的局部灭绝进程”，另一方面也不断积累着“从整个琉球群岛来看儒艮依然存续”的证据，两种观点同时存在。

“灭绝”评估的难点

关于冲绳本岛周边长期呈减少趋势的种群，究竟应评估为“区域性灭绝或接近灭绝”，还是持有异议的立场，学界一直存在争论。有研究分析认为，被隔离在冲绳本岛的种群正走向局部灭绝；而也有研究者指出，过早做出栖息状况判断可能带来政治和保护层面的影响。这一争论直接关系到应在哪些范围、哪些海域优先开展儒艮保护的政策判断，因此科学调查结果本身的解读方式也具有重要意义。

无人机（UAV）与AI改变食痕调查方式

依靠人力徒步搜寻广阔海草床中的食痕十分耗费人力，也容易出现遗漏。为解决这一问题，近年来利用无人机（UAV）对海草床进行航拍、并从图像中自动检测食痕的研究正在推进。

人工踏查受潮汐、天气和体力等因素限制，一次能覆盖的范围有限，且需要多人长时间作业。而无人机可以配合退潮时机，在短时间内拍摄大范围区域，记录下来的图像也可以事后反复查看核实。持续积累拍摄数据后，还能对同一地点的长期变化进行定量比较。

已有研究开发出利用深度学习（深度神经网络）从无人机拍摄的滩涂状海草床图像中自动提取儒艮食痕的方法，展现出大范围、高效率监测的可能性。

技术带来的调查范围扩展

以往调查范围仅限于研究人员可徒步到达，或船只能够靠近的浅水区域，而使用无人机则可以在不受潮位和地形制约的情况下，在短时间内覆盖更广的区域。结合AI自动检测技术，还能发现此前难以把握的规律，例如食痕在不同季节的增减，以及海草床中哪些区域被集中利用等。

从图像中自动检测食痕的深度学习模型，通过大量教师数据（拍有食痕的图像及其位置信息）进行训练，有可能检测出人眼容易忽略的浅淡痕迹，或是隐藏在藻类阴影中的痕迹。不过，海草床的底质、光线反射、波纹等因素也可能成为干扰噪声，因此仍需不断改进模型，并通过实地调查进行二次核实以减少误检。

公民科学参与调查的可能性

无人机航拍与AI解析相结合的方法，不仅限于专业机构使用，未来也有望与当地潜水店、渔业相关人员以及公民科学（citizen science）框架展开合作。事实上，冲绳县内已经开展了广泛征集儒艮目击信息的活动，将专业调查与公众提供的信息相结合，构建更广范围、更高频率监测体系的探索也在推进之中。

儒艮的摄食对海草床生态系统的影响

儒艮并非单纯地从海草床中“消耗”海草。适度的摄食扰动，据认为有助于促进海草新芽的再生，并影响整个海草床的生产力和物种构成。也就是说，儒艮也扮演着重塑海草床这一生态系统的“工程师”角色。

海草床既是鱼类和贝类的产卵场及幼鱼的庇护所，近年来也因能长期将碳封存于海底沉积物中的“蓝碳”生态系统功能而备受关注。在移动性野生动物物种保护公约（CMS）等国际野生动物保护框架下，也在推动更精确地量化儒艮利用与维系的海草床的碳储存量，以强化保护与修复工作的依据。

海草床所储存的“蓝碳”，与陆地森林储存的碳（绿碳）一样，作为应对气候变化的机制近年来备受关注。当海草枯死的组织和根部埋入含氧量较低的海底泥中后，分解过程会大大减缓，碳因此得以长期封存于沉积物中。儒艮的摄食虽然会去除部分海草，但同时也有助于维持海草床的健康更新，据推测这可能间接支撑着这一长期碳储存功能。

澳大利亚案例揭示的气候变化影响

即便是拥有全球最大规模儒艮种群的大堡礁，也报告了因海草床减少和气候变化影响导致的儒艮数量下降。2022年的航空调查估计，自2005年以来，都市沿岸儒艮种群以每年2.3%的速度持续长期减少。这一案例表明，海草床的消失可能对广泛区域内的儒艮种群产生影响。

在大堡礁，大规模洪水带来的浑浊径流以及海水温度上升，都曾对海草床造成严重损害，儒艮的分布和数量也随之出现波动。即便是个体数量庞大的澳大利亚，“失去觅食地就会导致数量减少”这一关系依然成立，这对个体数量更少的冲绳种群而言，也是印证海草床保护重要性的参考案例。关于海草床本身的现状，可参阅本站海草床的生物多样性和海草床修复行动相关文章。

作为“生态系统工程师”的儒艮

在生态学中，通过自身行为改变周围物理环境的生物，有时被称为“生态系统工程师”。儒艮通过挖掘方式进行的摄食，被认为能够定期“重置”海草床的部分区域，促进新海草的再生，从而维持整个海草床的年龄结构和物种多样性。这种适度扰动反而有助于维持生态系统健康的例子，与陆地草原中大型草食动物所扮演的角色十分相似。

保护冲绳儒艮的行动

冲绳县基于以往的目击信息和栖息状况调查，正在筛选儒艮的主要觅食海域，并推进相关保护措施的研究。日本环境省自1997财年以来，也持续开展了海草床分布调查、儒艮栖息状况调查以及胃内容物和遗传学分析等工作。正是有了这些长期监测数据的积累，才能将近年来食痕分布的变化和粪便DNA分析结果放在“与过去相比”的语境中加以评估，这为把握单年调查难以呈现的数十年尺度趋势提供了基础。

保护海草床本身的重要性

在思考儒艮保护问题时，保护作为其食物来源的海草床本身是不可或缺的一环。海草床正面临沿岸开发导致的填海造地、水质恶化，船只锚具造成的物理性破坏，以及水温上升导致的衰退等多重威胁。保护像儒艮这样高度依赖特定生态系统的物种，与保护整个生态系统是一体两面的关系。关于儒艮保护问题的详细经过及近年来的科学证据，可参阅本站儒艮为何成为濒危物种一文。

与渔业和旅游业的共存

儒艮所利用的许多海草床，与当地渔业和休闲活动利用的海域相重叠。防止误捕（无意中被渔具缠住）、在儒艮觅食地附近限制船舶航速及禁止抛锚等，各地都在探索人类活动与儒艮栖息如何共存的方法。在个体数量极其稀少的冲绳，这些看似微小的努力，都直接关系到剩余种群能否存续。

从全球范围看，儒艮的主要死亡原因包括误捕、船只撞击以及栖息地丧失等。个体数量达数百至数千头规模的地区，或许还能在一定程度上承受因这些原因造成的个体损失，但在冲绳这样估计成熟个体不足10头的种群中，哪怕一头个体的死亡，都可能直接影响整个种群的存续可能性。这也是冲绳儒艮保护问题格外紧迫的原因所在。

在国际层面，儒艮也被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）以及《移动性野生动物物种保护公约》（CMS）的保护对象，各分布国之间建立了合作开展调查与保护的框架。由于冲绳种群处于该物种分布范围的最北端这一特殊位置，因此不仅在国内政策层面，在国际保护语境中也被视为重要的参照对象。

我们能做些什么

儒艮及海草床的研究虽主要由专业机构承担，但游客和当地居民同样可以留意一些细节。例如在沿岸驾船时避开浅水海草床、将目击信息提供给地方政府或研究机构、参与海草床保护活动或海滩清洁等地方性活动，这些行为都能间接支持儒艮赖以生存的环境。