自然保護可以從聲音和寂靜中學到什么

2024年3月1日

自然保護可以從聲音和寂靜中學到什么

媒體：原創(chuàng) 作者：大自然保護協(xié)會專業(yè)號：大自然保護協(xié)會 2024/2/29 16:44:28

論文共同作者祖扎娜·布里瓦洛娃（Zuzana Burivalova）與當地社區(qū)攜手，在印度尼西亞的茂密森林中精心布置了聲音記錄器。? Justine Hausheer/TNC

來自自然科學的更新

有句古話說“一圖勝千言”，但在自然保護工作中并非如此。在保護工作（尤其是熱帶森林保護）中，聲音的價值可能遠超言語、圖片和其他所有媒介。

這是為什么呢？如大自然保護協(xié)會（TNC）科學家及其合作伙伴在《科學》雜志上發(fā)表的最新研究所述，聲音有可能幫助填補保護工作中的一個關鍵證據空白。在保護熱帶森林動物多樣性的過程中，我們如何得知，或者說，有什么證據能夠證明認證計劃、零毀林承諾等干預措施真的達到了預期效果？

《熱帶森林的聲音》一文提到，TNC的科學家們嘗試利用聲音記錄和分析實驗以填補這一證據空白。在當下的保護工作中，我們并不總能確定保護干預措施是否真正有效地保護了熱帶森林中的動物多樣性。

記錄森林聲音景觀有助于監(jiān)測生物多樣性

在保護熱帶森林動物多樣性工作中，缺乏確鑿的證據并不等同于認證計劃和零毀林策略無效。

論文共同作者、普林斯頓大學Conservancy NatureNet Science Fellow項目研究員祖扎娜·布里瓦洛娃（Zuzana Burivalova）指出：“目前存在一些證據空白，主要是因為我們缺乏有效監(jiān)測熱帶森林動物多樣性的手段。這種監(jiān)測不僅成本高昂，而且在實際操作中面臨諸多困難，特別是在廣闊的地理空間和時間尺度上。而我們相信，生物聲學，即聲音監(jiān)測，可能是填補這些空白的關鍵?！?/p>

想象一下，要連續(xù)監(jiān)測熱帶森林生物多樣性所面臨的挑戰(zhàn)：這些地區(qū)往往偏遠且難以進入，科學家們的實地“探索”范圍有限，時間也極為緊張，更不用說需要監(jiān)測的物種數量之龐大——從哺乳動物到鳥類，再到兩棲動物，甚至還包括數量龐大的昆蟲。對于那些只在夜間活動的物種，又該如何是好呢？

巴布亞新幾內亞Musiamunat保護區(qū)生物聲學監(jiān)測的頻譜圖，涵蓋了7月3日凌晨4點到7月4日凌晨4點的時間段。聲波記錄器捕捉到1至24千赫茲之間的聲音，大致在人類聽覺的正常范圍內，包括鳥類、一些蝙蝠、青蛙、哺乳動物和大多數昆蟲的鳴叫聲。超聲波記錄器可以捕捉高達96千赫茲的聲音，使科學家能夠收集超出人類聽覺范圍的蝙蝠和昆蟲的數據。頻譜圖?昆士蘭科技大學Michael Towsey & Anthony Truskinger(http://www.ecosounds.org/)

目前，科學家和森林管理員在衡量熱帶森林保護策略的有效性時，受限于高昂成本和重重困難，不得不依賴衛(wèi)星圖像和紅外相機等并不完善的監(jiān)測手段。

衛(wèi)星圖像是最常見的監(jiān)測方法之一。雖然這些圖像能夠為科學家和其他人（例如審計員或消費者）提供有關認證或受保護森林覆蓋情況的重要證據，但即使是分辨率最高的圖像也無法揭示樹冠以下發(fā)生的事情。

正如論文共同作者、自然保護新聞網站Mongabay的創(chuàng)始人雷特·A·巴特勒（Rhett A. Butler）所說：“公司正在采取零毀林承諾等保護措施，但由于狩獵、棲息地退化和樹冠下火災等因素，從政策措施到實際生物多樣性保護的轉化并不總是有效的。而生物聲學監(jiān)測在這方面顯示出巨大的潛力，因為它可以監(jiān)測更廣范圍的分類群，并檢測到衛(wèi)星和紅外相機可能會忽略的相對較小的干擾引起的變化?！?/p>

印度尼西亞婆羅洲加里曼丹地區(qū)茂密的熱帶森林? Bridget Besaw

空林綜合癥

沒有砍伐森林并不意味著森林中有動物存在，科學家將這一現(xiàn)象稱為“空林綜合癥”。而聲音——更具體地說，是整個聲音景觀——在這一背景下顯得尤為重要。

通過使用在熱帶森林中的自主聲音記錄器所收集的生物聲學數據，科學家們正在開辟一個全新的領域，用于監(jiān)測和測量各種分類群（不同物種）的動物多樣性。

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生物聲學數據記錄裝置? Justine Hausheer/TNC

這些聲音記錄器小巧而低調，它們體型微小，幾乎不引人注意，可輕松綁于樹上，無需塔架、三腳架或其他安裝設備。它們可以通過編程連續(xù)記錄或按特定時間間隔記錄，當配備太陽能和網絡連接時，一些記錄器甚至可以將數據實時上傳到云存儲中。

根據森林植被的厚度、類型和發(fā)聲物種的種類（哺乳動物、鳥類、兩棲動物、昆蟲），這些記錄器足夠靈敏，能夠在數百米的范圍內捕捉到動物們的叫聲和歌聲。

雖然衛(wèi)星圖像無法顯示認證森林中長臂猿或犀鳥家族的繁茂景象，但聲音記錄器卻能夠捕捉到它們的存在。或者，如果記錄器未能捕捉到它們的聲音，這本身也是一個重要的信號。

用聲音監(jiān)測物種的好處在于，如果預期中的鳴叫聲甚至昆蟲嗡嗡作響的背景聲沒有出現(xiàn)，科學家也能了解森林中生物多樣性的情況。此外，在嚴格受到保護、禁止伐木和其他干擾活動的森林區(qū)域聽到槍聲和電鋸聲也能夠為科學家們提供重要的線索。

巴特勒強調：“‘生物聲學監(jiān)測’不僅可以強化衛(wèi)星和其他監(jiān)測系統(tǒng)的功能，更能有效監(jiān)控保護承諾的遵守情況。這一技術為打擊非法砍伐和偷獵等違禁活動提供了實時行動的支持，并有望記錄棲息地和物種的恢復進程?！?/p>

超越森林：拓展保護科學前沿領域

論文共同作者、TNC科學家艾迪·蓋姆（Eddie Game）說：“這項工作令我最興奮的一點在于，生物聲學有潛力成為地球觀測領域的革命性數據流。如果我們能將聲學廣泛應用于森林監(jiān)測，它將為我們呈現(xiàn)一幅環(huán)境變化的豐富圖景。”

用于監(jiān)測印度尼西亞森林聲景的聲學記錄器? Justine Hausheer/TNC

而這一切的潛力，遠不止于熱帶森林的保護。

巴特勒強調：“除了評估保護項目的成效和監(jiān)測森林保護承諾的履行情況之外，生物聲學監(jiān)測網絡還能為科學界提供海量的數據資源?！?/p>

廉價錄音和錄像設備的普及使科學家們能夠找到填補長期存在的證據空白的新途徑，并吸引新的合作伙伴加入自然保護科學的行列。蓋姆指出：“這篇論文是自然保護科學家、計算機科學家和工程師之間成功合作的典范，它展示了應用保護科學的前沿所在?！?/p>