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大自然里，聲音無處不在。

微風吹過樹林，河水撞擊石頭，鳥兒掠過枝頭……這些聲音交織在一起，不僅僅是一首首美妙的交響樂，更是人們走進自然、了解自然的密碼。

對于動物來說，聲音更是其傳遞交流信息、表達個體情感的“通訊方式”。許多熱愛自然、熱愛生活的科學研究者和探索者，正努力嘗試通過各種手段，去解釋和了解其中蘊含的密碼和訊息。聲學監(jiān)測正是其中之一。

聲音里的秘密

每種動物，都有自己獨特的“語言”，訴說著生命的奧秘。

與下雨、刮風相比，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)會更多，以表達身體的“不適”或心中的“不滿”。

在海南的熱帶雨林里，海陸蛙也會根據溫濕度的變化，“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，溫度升高，鳴叫行為就結束了。

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

對于科研人員來說，聲音也是研究動物行為、監(jiān)測物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)等方面的重要方法。

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

中國科學院動物研究所鳥類學研究組以鳴聲為切入點研究發(fā)現(xiàn)，盡管二者作為近緣物種接觸時，幼鳥可能在敏感期學習了另一物種的鳴聲，性成熟后在繁殖季鳴唱異種的鳴聲，影響了接觸區(qū)內的物種識別，促進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物種之間的生殖隔離。

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

中山大學生命科學學院教授范朋飛，過去20多年持續(xù)在廣西、云南等地的大山深處駐扎蹲點調研，從事長臂猿的行為生態(tài)和保護生物學研究，尤其致力于通過研究長臂猿的聲音進行分析和探索。

2024年，范鵬飛教授團隊在權威雜志發(fā)表研究，通過對我國境內生存的三種野生一夫二妻制冠長臂猿的種內和種間比較，首次揭示了節(jié)奏及其變化具有促進合唱的功能，為進一步理解人類音樂的起源和演化提供了重要數(shù)據和理論支撐。

范朋飛在接受媒體采訪時表示，這個研究最重要的突破性意義，就是在動物中第一次發(fā)現(xiàn)了它們合唱的機制。

技術推進發(fā)展

如今，作為一種記錄自然環(huán)境中物種聲音類型和聲音變化研究生物多樣性的新型方法，聲學監(jiān)測正被應用于越來越多的場景中，包括野生動物行為、棲息地利用、物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)功能等在內的多個方面。

比如，在鳥類監(jiān)測中，可以使用聲學監(jiān)測鑒定不同鳥種的叫聲，并估算其數(shù)量和分布情況。在蝙蝠監(jiān)測中，可以幫助鑒定不同種類的蝙蝠，并評估其數(shù)量和活動模式。此外，聲學監(jiān)測還可以用于研究魚類、兩棲動物等底棲動物，以及熊、狼、豹、長臂猿等大型哺乳動物。

這一切，都離不開數(shù)字錄音技術的進步和聲音分析方法的革新。

早期研究中，野外開展鳥類監(jiān)測和調查使用的是手持麥克風收音，為了保證效果和質量，每次都得用手舉半天，回去后通過軟件進行聲譜比較后，才能大概獲知所錄音的鳥是什么鳥。

如今，被動聲學監(jiān)測（PAM，passive acoustic monitoring）技術的發(fā)展，讓數(shù)據的采集與監(jiān)測已經無需駐守現(xiàn)場，并且可以連續(xù)、完整且相對低成本的獲得更大物種規(guī)模、更大空間尺度的數(shù)據。監(jiān)測到的數(shù)據可以實時傳回終端，并通過軟件完成數(shù)據分析，大大提高了工作效率。

鳥類監(jiān)測，曾被林調人稱為“孤獨的馬拉松”。

而根據生態(tài)監(jiān)測行業(yè)的國家高新技術企業(yè)鼎星科技的成果顯示，如今的聲紋監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了僅用兩個小時就完成全域掃描，連藏身蘆葦叢的幼鳥啁啾都能被精準歸檔。

“從‘數(shù)鳥難’到‘秒級識別’，打開了鳥類監(jiān)測新維度?！倍π强萍歼@樣評價。

當然，聲學監(jiān)測也存在短板和挑戰(zhàn)。

一是監(jiān)測的技術路徑決定了聲學監(jiān)測的研究對象，僅適用于會發(fā)生聲學活動的物種；二是當出現(xiàn)容易混淆的聲音，物種辨別缺少輔證，可能造成假值；三是面對惡劣天氣或嘈雜環(huán)境時，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。

機遇與挑戰(zhàn)并存

如今，聲學監(jiān)測正在被越來越多的研究人員和行業(yè)部門重視和參與。

中國科學院動物研究所研究員肖治術近年來致力于推進現(xiàn)代生物聲學的學科發(fā)展和學術團體建設。作為負責人之一，他牽頭組織召開了兩屆全國動物聲學科學與應用大會，并在《生物多樣性》期刊上連續(xù)組織了兩期有關生物聲學和被動聲學監(jiān)測研究的專題。這些學術活動和研究成果，為我國生物聲學的學科發(fā)展和團隊建設搭建了良好的學習交流平臺。

肖治術告訴中環(huán)報記者，作為一門新型交叉科學，現(xiàn)代生物聲學的學科整體框架可以大致分為動物生物聲學、生態(tài)聲學、水下生物聲學、環(huán)境生物聲學、保護生物聲學和計算生物聲學等方面。

“各分支學科和前沿領域之間存在深度交叉和融合，是未來生物聲學發(fā)展的重要源泉和驅動力。面對生物多樣性保護、資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境治理，生物聲學研究也迎來了新的發(fā)展機遇?！毙ぶ涡g表示。

不過，除了機遇，研究人員也面臨不小的挑戰(zhàn)?！跋嚓P的監(jiān)測技術規(guī)范還尚未建立，不同類群、不同區(qū)域的調查研究也缺乏統(tǒng)一的標準，這些情況和問題都迫切需要推進與解決。”肖治術告訴記者。

此外，PAM技術會采集海量的聲學數(shù)據，需要高效傳送、存儲和整理原始資料，對硬件和軟件技術都提出了更高要求。而且，聲學大數(shù)據的處理依賴高效的自動化數(shù)據分析系統(tǒng)，需要人工智能和信號處理技術的支持。

行動已經展開。2024年11月底，中國聲學學會生物聲學分會在?？谡匠闪?。肖治術當選為分會第一屆主任委員。分會共有48名委員，來自全國各地的高校、科研機構和民間團體，涵蓋我國生物聲學眾多學科領域的優(yōu)秀代表。

“我們期望，生物聲學分會在推動學科體系建設、創(chuàng)新研究、科技服務和人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮重要作用，以支持產學研協(xié)同發(fā)展，為滿足生物聲學相關的國家重大戰(zhàn)略需求和社會經濟可持續(xù)發(fā)展做出更重要的學科貢獻?！毙ぶ涡g告訴記者。

公眾的力量也被業(yè)內人士看重與期待。今年4月，生物聲學分會牽頭組織，啟動了“聆聽生物圈——公眾科學哨兵行動”。聆聽生物圈相關活動旨在鼓勵公眾參與生物多樣性監(jiān)測和生態(tài)環(huán)境保護，提升公眾對生物圈聲景價值的認知與理解，在科研與科普之間架起橋梁和紐帶，共同建設人與自然和諧共生的美麗家園。無論是否有專業(yè)背景，人人都可以報名參與，并在專家引導下成為“生物圈鳴星偵探”。

“體驗自然聲景，探索萬物和鳴的秘密?！毙ぶ涡g期待，更多社會公眾參與進來，提升對生物圈聲景價值的認知與理解的同時，感知生命的堅韌與美好，增強保護地球生物多樣性的意識和行動。