声学监测还原生物多样性全景图

音景帮助研究者了解日本岛屿的鸟类多样性与分布

2017.11.13

生态学家正利用“户外录音棚”网络来更好地监测位处亚热带的日本冲绳岛上的鸟类生态多样性。一项初步研究分析了一份1100小时的鸟类录音，结果发表在由 Springer 出版的生态学期刊 Ecological Research 上。

这项研究由日本冲绳科学技术大学院大学的 Nick Friedman 与英国利兹大学的 Samuel Ross 共同牵头，他们这份音景 (soundscape) 的研究结果反映出人类活动对冲绳岛的上物种分布，特别是冲绳秧鸡和赤翡翠鸟的影响。

在这项声学监测的研究中，研究者选择了琉球群岛中最大、居住人口最多的冲绳岛上的五个监测点，分布在冲绳的三个城市公园、一处森林和一个绿化林区中。这五个监测点，联合其他19个检测站都属于监测岛上特有物种或濒危动植物的冲绳环境观测网络“丘美项目” (Churamori Project)­。

研究者通过计算录音中数据来分析音景的组成和复杂性。录音中所监测的鸟鸣频率变化及不同声音强度都可以看做某区域内鸟类多样性的指征。

通过机器学习 (machine learning) 可以自动检测到录音中的五种不同的鸟类。冲绳秧鸡和赤翡翠在绿化林区最常被监测到，反映了城市发展对地方物种栖息地产生影响。

研究小组也记录到雨季及季节变化对鸟鸣及音景的影响。他们也学会何时开始监听不同鸟类的声音。例如，赤翡翠鸟的声音几乎能只在早上听到，巨嘴乌鸦的声音一整天都有，而冲绳秧鸡则是最安静的。

全自动监测站点可以在不需要大量研究人员的情况下同时对多个区域进行检测；同时，声音记录也排除了监测者在工作中对鸟类正常行为干扰。得益于小型记录仪及数据储存设备的发展，生态学家现在可以更好的通过自然的声音来监测和分析特定区域物种的生存状态。

Ross 教授说：“我们的研究结果凸显了使用远程声学监测结合其他手段可以对生物多样性整体掌握的可能性。我们打算把此项目作为开放资源，向更多感兴趣的研究者发出合作邀请。”

参考文献: Ross, S.R.P-J. et al (2017). Listening to ecosystems: data-rich acoustic monitoring through landscape-scale sensor networks, Ecological Research DOI: 10.1007/s11284-017-1509-5