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生物声学如何帮助探索动物界

去年在澳大利亚开设了一个声学天文台。她收集了绿色大陆野生动物的声音景观。这样的录音所提供的有关动物世界的信息不亚于视频材料。我们将告诉您生物声学如何帮助科学家寻找稀有动物种类，以及简单的自然爱好者了解他们在森林漫步中听到的声音。


照片免费使用声音 /未飞溅

生物声学-动物学的一部分，正在研究动物界中声音交流的机制和方法。生物声学专家研究动物，昆虫和鸟类如何发出声音并相互传递信息。这些研究有助于观察动物在其自然栖息地中的活动，跟踪物种的发育和灭绝，解决应用中的问题-例如，驱赶跑道上的鸟类。

为什么听更容易


澳大利亚声学天文台（Australian Acoustic Observatory，A2O）-有关生态，生物学和计算机科学的交叉项目。它的专家使用数百个高度敏感的传感器在绿色大陆上的90个位置记录声音。该网络涵盖了澳大利亚七个广泛的环境区域，具有独特的景观和气候条件组合，以及特定的动植物组合。在A2O地图上，有沙漠和森林，平原和山麓，干旱地区和高湿度地区。

在此项目中，您不能使用普通麦克风。 A2O使用400台专业生物声记录器，能够以FLAC格式记录声音全景图。在晴朗的天气中，它们由太阳供电，在夜晚并有厚厚的云层-它们切换为自主电源（电池可持续录制1000小时）。数据写入大容量SD卡-每年至少需要更换一次。正如可以看到制造商的网站，该设备在自然保护区，公园和科研机构之间的需求。

乍一看，这种录像机在功能上应该输给摄像机陷阱和摄像机。但是实际上，出于研究目的，声音比最清晰的图片有用得多。首先，镜头仅朝一个方向“看”，而麦克风则记录了更宽广的声音全景。其次，小动物可以从照相机藏在草丛中，但是高度敏感的记录器会为研究人员带来尖叫声。科学家们能够从录音中恢复出大尺寸的画布，寻找其中稀有动物的代表，并注意到物种种群的兴衰。

因此，他们将能够探索偏远地区，而每年早些时候出现了几次探险。A2O传感器提供了一个机会来研究动物如何迁移，如何应对自然灾害和较少发生的戏剧性事件（澳大利亚电视台上的天文台图）。

A2O负责人之一的昆士兰科技大学教授Paul Roe 说： “我们听到了[来到某个地区的鸟声，因为那里出现了水，花开在树上。” “或者，雨后出现在沙漠中的青蛙的呼唤。” 通常，我们无法确定这些动物会发生什么，我们无法预测它们何时会投票或它们将会在哪里。”

这位教授强调说，所收集的数据量与传统探险框架中获得的数据量不相上下：“这些将记录全天，而我们将能够听到白天声音的变化-从黎明时分的鸟儿鸣叫到夜晚的子。”可以逐年比较结果，以跟踪不同环境条件下的事件。


照片Jaron Nix / Unsplash

五年后，该项目结束时，科学家将可以使用长达2000年的音频材料，这是“大陆规模”的音频档案。为了识别声音全景中的不同参与者并从各种多样性的澳大利亚野生动植物中创建“声音DNA”，科学家将使用他们自己设计的分析软件。然后，数据将落入公共云-就像在地图的全景图中一样，用户将能够选择和收听时间轴上的任何片段（某些音频记录已经可用）。

特别是在水下


尽管就覆盖范围而言，A2O是最雄心勃勃的举措之一，但生物声学史上已经有其他重大项目。许多作品致力于研究水下深度，如您所知，声音传播的速度比通过空气传播的速度快得多。因此，对于许多海洋居民而言，声学比陆生动物起着更大的作用。

早在2000年，新西兰科学家就发现声波可以帮助海洋中的中上层鱼类的幼虫定向，而这些鱼类最近才从卵中孵化出来。事实证明，这些微小的生物知道“珊瑚礁”（其物种的成年栖息地）如何“发出声音”，在到达目标的途中可以覆盖数十公里并承受海流。

生物声学技术还可以帮助科学家研究水下断层块的有序混乱-估计种群数量，识别不同种类的鱼类，监测它们为生存而战。如今，被动监听已被认为是这种监听对环境最负责任的方法之一。此外，这项技术提供了高精度的观测结果-与深海潜水不同，深海潜水打破了科学家与研究对象之间的障碍，并且并不总能对动物的行为给出正确的认识。

初衷的码头


认为所有这些技术仅用于科学研究是错误的。有一些本着“ Shazam'a for bird ”的精神为普通智能手机开发的私人项目。


照片由苏珊Kiršić / Unsplash

但组织没有花费数百美元的设备，如录像机A2O。预算有限的研究人员可以负担得起不带SD卡和电池的，价格为70-75美元的AudioMoth这样的设备-相比之下，A2O项目的Solar BAR 必须支付1300美元。音频数据可以进行处理，特别是使用ARBIMON系统（自动远程生物多样性监控网络）-它具有分析和识别野生动植物声音的工具。最主要的是将这些设备用于预期的用途，并事先（甚至在决定订购此类设备之前）考虑与交付有关的潜在困难（甚至更好的是，与可以使用类似物的邮件专家和您的同事协商）。

相同的AudioMoth可以帮助追踪肯尼亚山国家公园中鸟类的活动，在古巴和马德拉群岛上发现稀有的蝙蝠：纳塔卢斯报春花属的漏斗树皮被认为已经灭绝，直到科学家们发现了他们目前居住的地区。

生态学家们自己说，进入生物声学世界的门槛现在比以往任何时候都要低。并且有一个地方可以进行任何项目。例如，您可以研究植物的“对话”！是的-植物也会发出低频和高频声波。对这些信号的跟踪和分析是独立学科“植物”生物声学的基础。

现在，科学家在全球范围内收集的音频数据为后续实验提供了广阔的领域。并作为笔记 澳大利亚声学天文台的负责人之一大卫·沃森（David Watson）：“ [该项目]的美在于，不仅我们，而且还有子孙后代，这些人可能仍在分析我们收集的历史数据甚至还没有出生。”


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