港珠澳大桥总长55公里，是世界上最长的跨海大桥，连接香港、珠海、澳门三地，被视为“超级工程”和“国之重器”。 

　　大桥横跨的伶仃洋是我国一级重点保护野生动物中华白海豚的最大的栖息地。 

　　2018年10月，大桥正式开通后，数头中华白海豚与正在值守的海巡船不期而遇，欢腾起舞。这和谐的图景为大桥的开通增色添彩，引得媒体争相报道。 

　　这群中华白海豚仿佛是专程前来道贺，并感谢在大桥建设期间为守护它们的家园而默默付出的工作人员。这其中，也有一群可爱的水生所人。 

　　为了最大限度地缓解大桥建设与中华白海豚保护之间的矛盾，帮助实现“港珠澳大桥顺利通车，中华白海豚零伤亡不搬家”的承诺，水生所人一直在努力，并贡献了原创的技术支持。 

　　关于这背后的故事，且听小编娓娓道来。 

    了解中华白海豚的声学特征 

　　中华白海豚被各地学者称为“印度-太平洋驼背海豚（Indo-pacific humpback ）”，属于鲸类的海豚科，是瓶鼻海豚和虎鲸的近亲。 

　　长得越粉嫩，年龄越大，刚出生的白海豚是铅灰色的！  

　　和绝大多数齿鲸一样，白海豚也是 “美声大师“。它们擅长使用声音进行交流、合作，还具有利用声音导航的逆天技能。没错！就是传说中的“回声定位系统”！ 

　　实际上，中华白海豚的声信号可以按照其功能分为两类，一类是用于导航、定位的脉冲信号，这类声信号的频率范围远超于人耳的听力阈值上限，是不能被人耳所感知的。所以，倘若你在海上看见了白海豚却没听到它们的声音，很有可能它们正在悄咪咪地“高歌”呢！另一类是具有通讯功能的哨叫声，这类声信号频率范围为2~30kHz之间，多数可被人耳感知，被用来进行个体之间的交流、群体协作和抚幼等。 

　　中华白海豚6种哨叫声的声谱图（引自Wang et al., 2013） 

　　为了更好地保护中华白海豚，水生所牵头的科研人员花了两年多的时间在珠江口水域记录中华白海豚的声信号，并开展了一系列生物声学研究，比如驼背海豚属哨叫声的种内和种间差异研究、野生中华白海豚回声定位信号研究、中华白海豚个体听觉能力研究等。通过这些研究，逐渐揭开了中华白海豚声纳探测和声音交流的神秘面纱。这可是打响声学保护中华白海豚战役的第一枪！ 

　　研究中华白海豚的声学特征意义重大，不但有助于进一步地揭示环境中的噪声如何影响中华白海豚正常的水下生活，而且可以为更好地保护中华白海豚种群提供参考。也就是说，做好这一步，接下来的保护工作就能对症下药、顺理成章地开展啦！ 

　  监测施工噪声 

　　港珠澳大桥在施工过程中使用了许多种施工设备，每种设备在不同的工作状态下产生的水下噪声都不同。这些施工工艺中，打桩产生的噪声对中华白海豚带来的风险和威胁最大。像所有建造房屋时需要打地基一样，在建造大桥的过程中，打桩是基础和必需的步骤，只不过这时的“工地”是蔚蓝的广阔海洋！“打桩”这门工艺可根据作用原理的不同分为两种类型，即：液压振动锤和液压冲击锤。水生所牵头的科研人员利用集成被动录音设备对打桩产生的水下噪声进行了采集和分析。 

　　OCTA-KONG是当前全球最大的可以振沉和振拔钢圆筒的液压振动锤组，它由8个APE600’振动锤串联组成，它可以振沉高度为39~60m、直径为22m的钢圆筒，驱动力可达4x10⁷N。试着换算一下，一头非洲象重约3~5吨，这么大的驱动力约可同时举起1000头成年非洲象。在修建大桥的两个人工岛时，它被用来振沉钢圆筒，构建人工岛的外围。之后又在修建桥墩时，被用于振沉、振拔。 

　　OCTA—KONG液压振动锤组（引自Wang et al., 2014） 

　　科研人员采用定点录音和漂浮录音两种模式，对OCTA-KONG的施工噪声进行了监测（包括振沉、振拔）。在进行定点录音时，科研人员将声学仪器直接悬挂在施工水域周围的安全浮标上，或者将考察船固定在水上结构上，利用船基录音系统进行录音，仪器设置妥当之后，事情便告一段落，等收回了仪器，才是接踵而至的大量数据分析处理工作。而在进行漂浮录音时，科研人员会预先将船开到施工水域的上游，关掉发动机，打开录音设备，让小船自由地借助水流，飘过施工水域，直到远离施工水域后，再停止录音。听上去好像并不多难，然而貌似很“佛系”的操作，实际上却需要极致的耐心、细心才能完成。 

　　在收集并分析了施工噪声之后，科研人员发现振动锤的噪声非常强，会对中华白海豚造成听力屏蔽和暂时性的听力阈值偏移（并非永久性听力阈值偏移）。换言之，就是施工噪声有可能对海豚造成通讯干扰和潜在的生理损伤。因此，目前国际上保护海豚通常采用的200m安全施工距离（即在离施工水域200m距离内观察到海豚时停止施工）并不适用中华白海豚的保护。而距离施工水域500m之外，噪声增量就没那么明显了，依据这一研究结果，水生所牵头的科研人员第一时间向大桥管理局提出了采用500m安全距离的建议，为保护中华白海豚提供了更科学的保障。 

    开展声学保护工作 

　　既然施工噪声可能干扰甚至威胁我们的“水中国宝”，那么运用科学的方法“引导”中华白海豚远离施工噪声就刻不容缓！ 

　　“告知”中华白海豚施工噪声危险的核心技术是声学保护。声学保护的原理主要是声学威慑和声学驱赶，可大致分为两类:较为简单的是船舶噪声驱赶，复杂一些的是发声装置声学驱赶。 

　　虽然形式多样，基本的原理仍是通过声音威慑，让白海豚能在进入危险的施工水域之前，听到具有威慑力的声音，继而回避和远离这些声音，这样就达到了驱赶和保护白海豚的目的。 

　　原理听上去简单，但要成为有效的保护技术加以利用何其难也！要将中华白海豚的声音敏感频段、听觉阈值与施工水域的复杂多变的水文情况、施工规模、施工形式、施工时间等因素细致入微地结合起来分析，人们才可能准确“告知”中华白海豚何时、何地存在危险，而且，同时还要考虑与中华白海豚进行“沟通”的成本和操作的便利性等。 

　　水生所牵头的科研人员针对港珠澳大桥工程的施工特点和中华白海豚的声学属性，精心设计了保护中华白海豚的最佳声学保护方案，并且因地制宜地制定了针对港珠澳大桥施工期间，利用声学主动驱赶中华白海豚远离施工噪声区的声学驱赶操作技术规程。 

　　依据中华白海豚声学保护操作技术规程，港珠澳大桥管理局和珠江口国家级中华白海豚保护区管理局对参建单位的施工及管理人员进行了专业的保护知识培训。中华白海豚观察员，世界上独一无二、而且还需持证上岗的特殊职业在港珠澳大桥施工期间应运而生。在大桥建设期间，由于白海豚观察员的观察，发现中华白海豚的踪迹，大桥施工为白海豚“让路”的例子不胜枚举。正因各方单位齐心协力为中华白海豚保驾护航，才有了超级工程施工期间中华白海豚零伤亡的奇迹。 

　　青州桥段矗立的中华白海豚造型熠熠生辉　　

   港珠澳大桥连接三地，气势恢弘，被誉为“新世界七大奇迹”的超级工程，其意义不言而喻。大桥施工期间，水生所等单位完成的中华白海豚生物声学和声学保护研究，推动了中华白海豚声学保护技术的发展，更为大桥建设和中华白海豚保护增添了浓墨重彩的一笔。这些科研人员，毫无疑问是这幅豚与桥和谐共存画卷的描绘者和守护者。 

　　现在，在港珠澳大桥上开车行驶，大家都有机会看到白海豚的翩翩起舞的身影，看到人与自然和谐共生的盛景。亲爱的朋友们，您不想来看看吗？