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大自然里，聲音無(wú)處不在。

微風(fēng)吹過(guò)樹(shù)林，河水撞擊石頭，鳥(niǎo)兒掠過(guò)枝頭……這些聲音交織在一起，不僅僅是一首首美妙的交響樂(lè)，更是人們走進(jìn)自然、了解自然的密碼。

對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，聲音更是其傳遞交流信息、表達(dá)個(gè)體情感的“通訊方式”。許多熱愛(ài)自然、熱愛(ài)生活的科學(xué)研究者和探索者，正努力嘗試通過(guò)各種手段，去解釋和了解其中蘊(yùn)含的密碼和訊息。聲學(xué)監(jiān)測(cè)正是其中之一。

聲音里的秘密

每種動(dòng)物，都有自己獨(dú)特的“語(yǔ)言”，訴說(shuō)著生命的奧秘。

與下雨、刮風(fēng)相比，黑猩猩更不喜歡悶熱的天氣。一旦溫度較高、濕度較低，它們鳴叫的次數(shù)會(huì)更多，以表達(dá)身體的“不適”或心中的“不滿(mǎn)”。

在海南的熱帶雨林里，海陸蛙也會(huì)根據(jù)溫濕度的變化，“決定”如何釋放自己的魅力。晚上或凌晨是鳴叫的高峰期，到了清晨五六點(diǎn)，溫度升高，鳴叫行為就結(jié)束了。

聲音里潛藏的無(wú)限訊息，讓無(wú)數(shù)研究者為之著迷，并致力于運(yùn)用各種手段對(duì)聲音進(jìn)行捕捉與研究，期望解釋生態(tài)環(huán)境的變化規(guī)律，為生物多樣性保護(hù)提供指南。

對(duì)于科研人員來(lái)說(shuō)，聲音也是研究動(dòng)物行為、監(jiān)測(cè)物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)等方面的重要方法。

一位做過(guò)鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)和調(diào)研的科研工作者給記者分享了這樣一個(gè)故事。四川柳鶯（Phylloscopus forresti）和甘肅柳鶯（P. kansuensis）分別繁殖于我國(guó)中西部和西北部。兩個(gè)物種形態(tài)上十分接近，“它們只在翅膀、眉毛等部位有細(xì)微差異，人眼也不一定能分辨出來(lái)，但它們的聲音，也就是鳴聲存在明顯的差異?！?/p>

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)研究組以鳴聲為切入點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，盡管二者作為近緣物種接觸時(shí)，幼鳥(niǎo)可能在敏感期學(xué)習(xí)了另一物種的鳴聲，性成熟后在繁殖季鳴唱異種的鳴聲，影響了接觸區(qū)內(nèi)的物種識(shí)別，促進(jìn)了近緣物種之間的雜交。但是，鳴聲差異依然參與維持了兩個(gè)物種之間的生殖隔離。

長(zhǎng)臂猿能發(fā)出獨(dú)特的聲音，且傳播距離較遠(yuǎn)。因此，聲音成為觀察與研究其狀態(tài)、社會(huì)行為的方式之一。

中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授范朋飛，過(guò)去20多年持續(xù)在廣西、云南等地的大山深處駐扎蹲點(diǎn)調(diào)研，從事長(zhǎng)臂猿的行為生態(tài)和保護(hù)生物學(xué)研究，尤其致力于通過(guò)研究長(zhǎng)臂猿的聲音進(jìn)行分析和探索。

2024年，范鵬飛教授團(tuán)隊(duì)在權(quán)威雜志發(fā)表研究，通過(guò)對(duì)我國(guó)境內(nèi)生存的三種野生一夫二妻制冠長(zhǎng)臂猿的種內(nèi)和種間比較，首次揭示了節(jié)奏及其變化具有促進(jìn)合唱的功能，為進(jìn)一步理解人類(lèi)音樂(lè)的起源和演化提供了重要數(shù)據(jù)和理論支撐。

范朋飛在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示，這個(gè)研究最重要的突破性意義，就是在動(dòng)物中第一次發(fā)現(xiàn)了它們合唱的機(jī)制。

技術(shù)推進(jìn)發(fā)展

如今，作為一種記錄自然環(huán)境中物種聲音類(lèi)型和聲音變化研究生物多樣性的新型方法，聲學(xué)監(jiān)測(cè)正被應(yīng)用于越來(lái)越多的場(chǎng)景中，包括野生動(dòng)物行為、棲息地利用、物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)功能等在內(nèi)的多個(gè)方面。

比如，在鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)中，可以使用聲學(xué)監(jiān)測(cè)鑒定不同鳥(niǎo)種的叫聲，并估算其數(shù)量和分布情況。在蝙蝠監(jiān)測(cè)中，可以幫助鑒定不同種類(lèi)的蝙蝠，并評(píng)估其數(shù)量和活動(dòng)模式。此外，聲學(xué)監(jiān)測(cè)還可以用于研究魚(yú)類(lèi)、兩棲動(dòng)物等底棲動(dòng)物，以及熊、狼、豹、長(zhǎng)臂猿等大型哺乳動(dòng)物。

這一切，都離不開(kāi)數(shù)字錄音技術(shù)的進(jìn)步和聲音分析方法的革新。

早期研究中，野外開(kāi)展鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)和調(diào)查使用的是手持麥克風(fēng)收音，為了保證效果和質(zhì)量，每次都得用手舉半天，回去后通過(guò)軟件進(jìn)行聲譜比較后，才能大概獲知所錄音的鳥(niǎo)是什么鳥(niǎo)。

如今，被動(dòng)聲學(xué)監(jiān)測(cè)（PAM，passive acoustic monitoring）技術(shù)的發(fā)展，讓數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)已經(jīng)無(wú)需駐守現(xiàn)場(chǎng)，并且可以連續(xù)、完整且相對(duì)低成本的獲得更大物種規(guī)模、更大空間尺度的數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳回終端，并通過(guò)軟件完成數(shù)據(jù)分析，大大提高了工作效率。

鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)，曾被林調(diào)人稱(chēng)為“孤獨(dú)的馬拉松”。

而根據(jù)生態(tài)監(jiān)測(cè)行業(yè)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)鼎星科技的成果顯示，如今的聲紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了僅用兩個(gè)小時(shí)就完成全域掃描，連藏身蘆葦叢的幼鳥(niǎo)啁啾都能被精準(zhǔn)歸檔。

“從‘?dāng)?shù)鳥(niǎo)難’到‘秒級(jí)識(shí)別’，打開(kāi)了鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)新維度。”鼎星科技這樣評(píng)價(jià)。

當(dāng)然，聲學(xué)監(jiān)測(cè)也存在短板和挑戰(zhàn)。

一是監(jiān)測(cè)的技術(shù)路徑?jīng)Q定了聲學(xué)監(jiān)測(cè)的研究對(duì)象，僅適用于會(huì)發(fā)生聲學(xué)活動(dòng)的物種；二是當(dāng)出現(xiàn)容易混淆的聲音，物種辨別缺少輔證，可能造成假值；三是面對(duì)惡劣天氣或嘈雜環(huán)境時(shí)，從環(huán)境聲中剝離生物信息特別是物種信息的難度較大等。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

如今，聲學(xué)監(jiān)測(cè)正在被越來(lái)越多的研究人員和行業(yè)部門(mén)重視和參與。

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員肖治術(shù)近年來(lái)致力于推進(jìn)現(xiàn)代生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展和學(xué)術(shù)團(tuán)體建設(shè)。作為負(fù)責(zé)人之一，他牽頭組織召開(kāi)了兩屆全國(guó)動(dòng)物聲學(xué)科學(xué)與應(yīng)用大會(huì)，并在《生物多樣性》期刊上連續(xù)組織了兩期有關(guān)生物聲學(xué)和被動(dòng)聲學(xué)監(jiān)測(cè)研究的專(zhuān)題。這些學(xué)術(shù)活動(dòng)和研究成果，為我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展和團(tuán)隊(duì)建設(shè)搭建了良好的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。

肖治術(shù)告訴中環(huán)報(bào)記者，作為一門(mén)新型交叉科學(xué)，現(xiàn)代生物聲學(xué)的學(xué)科整體框架可以大致分為動(dòng)物生物聲學(xué)、生態(tài)聲學(xué)、水下生物聲學(xué)、環(huán)境生物聲學(xué)、保護(hù)生物聲學(xué)和計(jì)算生物聲學(xué)等方面。

“各分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域之間存在深度交叉和融合，是未來(lái)生物聲學(xué)發(fā)展的重要源泉和驅(qū)動(dòng)力。面對(duì)生物多樣性保護(hù)、資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境治理，生物聲學(xué)研究也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇?！毙ぶ涡g(shù)表示。

不過(guò)，除了機(jī)遇，研究人員也面臨不小的挑戰(zhàn)?！跋嚓P(guān)的監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范還尚未建立，不同類(lèi)群、不同區(qū)域的調(diào)查研究也缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這些情況和問(wèn)題都迫切需要推進(jìn)與解決?！毙ぶ涡g(shù)告訴記者。

此外，PAM技術(shù)會(huì)采集海量的聲學(xué)數(shù)據(jù)，需要高效傳送、存儲(chǔ)和整理原始資料，對(duì)硬件和軟件技術(shù)都提出了更高要求。而且，聲學(xué)大數(shù)據(jù)的處理依賴(lài)高效的自動(dòng)化數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，需要人工智能和信號(hào)處理技術(shù)的支持。

行動(dòng)已經(jīng)展開(kāi)。2024年11月底，中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)生物聲學(xué)分會(huì)在?？谡匠闪?。肖治術(shù)當(dāng)選為分會(huì)第一屆主任委員。分會(huì)共有48名委員，來(lái)自全國(guó)各地的高校、科研機(jī)構(gòu)和民間團(tuán)體，涵蓋我國(guó)生物聲學(xué)眾多學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)秀代表。

“我們期望，生物聲學(xué)分會(huì)在推動(dòng)學(xué)科體系建設(shè)、創(chuàng)新研究、科技服務(wù)和人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮重要作用，以支持產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展，為滿(mǎn)足生物聲學(xué)相關(guān)的國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出更重要的學(xué)科貢獻(xiàn)?！毙ぶ涡g(shù)告訴記者。

公眾的力量也被業(yè)內(nèi)人士看重與期待。今年4月，生物聲學(xué)分會(huì)牽頭組織，啟動(dòng)了“聆聽(tīng)生物圈——公眾科學(xué)哨兵行動(dòng)”。聆聽(tīng)生物圈相關(guān)活動(dòng)旨在鼓勵(lì)公眾參與生物多樣性監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，提升公眾對(duì)生物圈聲景價(jià)值的認(rèn)知與理解，在科研與科普之間架起橋梁和紐帶，共同建設(shè)人與自然和諧共生的美麗家園。無(wú)論是否有專(zhuān)業(yè)背景，人人都可以報(bào)名參與，并在專(zhuān)家引導(dǎo)下成為“生物圈鳴星偵探”。

“體驗(yàn)自然聲景，探索萬(wàn)物和鳴的秘密。”肖治術(shù)期待，更多社會(huì)公眾參與進(jìn)來(lái)，提升對(duì)生物圈聲景價(jià)值的認(rèn)知與理解的同時(shí)，感知生命的堅(jiān)韌與美好，增強(qiáng)保護(hù)地球生物多樣性的意識(shí)和行動(dòng)。