愛丁堡大學的 ISABEL KEY 聆聽海草的聲音，了解其水下聲景如何反映生物多樣性
蘇格蘭崎嶇的西海岸在陽光下顯得光彩奪目。碧綠的大海很平靜，但即使在 12 月，氣溫也只有 XNUMX°C 寒冷。帶著錄音套件、浮潛設備和厚厚的潛水服，我一直在聆聽生活在三個不同的蘇格蘭海草草地上的海洋生物的聲音。
在我的海洋生態學博士學位中，我正在研究蘇格蘭海草草甸的生物多樣性，這些海草草甸現在正值盛夏，正值盛夏。與海藻不同，這種海洋植物有花、種子、花粉和地下根。
海草草地上熱鬧非凡。海蝸牛吃藻類時會刮擦岩石，幼魚以微小的浮游動物為食，螃蟹為保衛自己的領地而戰，鳥類、海豹和水獺也在尋找食物。
所有這些忙碌都會發出刺耳的聲音，我正在研究海草音景（即在環境中可以聽到的聲音的集合）如何根據生活在那裡的野生動物而有所不同。
聽到更多種類的聲音可能意味著海草中有更多的動物，並可能表明海草草甸更健康、更豐富生物多樣性。
海草草甸有 急劇下降 由於農業、沿海開發、破壞性捕撈活動和疾病造成的沉積物和養分徑流。英國可能已經失去了超過 40% 的海草覆蓋 90％ 與工業化前水準相比。
全球範圍內， 29% 海草 自18世紀以來已經消失，並且下降速度加快，自7年代以來每年損失約1990%。
海草是一種 重要 它是魚類的繁殖地，可以改善水質並充當碳儲存庫。因此，其衰退會影響棲息地內的海洋生物、食物鏈上游的動物以及更廣泛的海洋健康。
在海草中記錄音景很有用，因為它可以讓像我這樣的研究人員發現我們不一定能看到的生物，要么是因為它們偽裝或隱藏，要么是夜間活動的。
與其他一些監測方法相比，它造成的干擾也最小，而且成本低廉且有效率。將來，您也許可以簡單地放下錄音機，拿起它，運行一些演算法並獲取有關當前動物的一些資訊。
聽聽 Isabel Key 在接受採訪時解釋她收集的聲音 對話周刊播客.
在我訪問的每個草地上，我都會在支架上架起手掌大小的水下麥克風，並將它們放在海底一周。
每天，我都會潛入水中，將攝影機放在麥克風旁邊，這樣我就可以將聲音與視訊相匹配。這可以幫助我弄清楚哪種聲音是由哪種動物發出的。
回到辦公室後，我一直在使用「聲學指數」來分析我的錄音，「聲學指數」是衡量聲景複雜性的指標。其中包括動物的聲音，也包括海浪、船隻的噪音和繫泊鏈的叮噹作響。
接下來，我透過聆聽一分鐘長的片段來評估聲音的豐富度。透過查看聲譜圖（這些聲音的視覺描述），我可以計算出有多少種不同類型的動物聲音。這很耗時，但提供了很好的見解。
到目前為止，我已經辨識出14 種不同類型的聲音，我懷疑這些聲音屬於生活在海草中的魚和螃蟹，此外，當它們遊過更遠的地方時，我可以聽到海豚的哨聲和咔噠聲。
我可以查看聲音發出的確切頻率（或音調）以及它們產生的模式，然後更準確地將聲音分配給動物或人類活動。
我發現了一些特徵性海草聲景的證據，其中某些聲音在海草中比在沙質棲息地中更常見。魚會發出低沉的咕嚕聲、打嗝聲或咕嚕聲。螃蟹會發出較高音調的金屬刮擦聲。
我常聽到 爆裂聲 這在白天變得更加突出。當海草進行光合作用時，特別是在中午陽光溫暖明亮的時候，植物會產生氧氣氣泡，這些氣泡聚集在海草葉片的表面，並在它們進入水中時破裂。
很難辨別哪種動物發出哪種聲音，特別是因為我們的海洋是如此嘈雜。對於依靠聲音生存的海洋動物來說，聲音污染可能是一個嚴重的問題，無論是尋找配偶、導航、相互交流或尋找食物。
然而有趣的是，海草可以起到緩衝某些水下噪音污染的作用。作為一種 3D 結構，海草充當波浪能的物理屏障 - 這就是它在波浪能中發揮關鍵作用的原因之一。 保護沿海地區 免受侵蝕。
它還可以吸收聲波，甚至 保護魚 來自使用迴聲定位來導航獵物的海豚。海豚的聲音不能很好地穿透海草，因此魚在這個海草避難所比在公海中更安全。
在兩個草地上，我發現海草中的魚和蟹的聲音比我所比較的沙地中的魚和蟹的聲音更多，正如預期的那樣。但在一個地方，我聽到沙子上的聲音比海草裡的聲音多，儘管那裡的野生動物較少。因此，生物多樣性程度不一定直接由聲景反映。
這可能部分是由於聲音在不同棲息地的傳播方式存在差異。聲音在沙上比在海草上更容易傳播。這種現象可能會導致誤導性的結果，即在較茂密的海草中很難聽到魚的聲音，因為海草本身會吸收聲音，即使它是更多魚的家。
研究人員需要謹慎解釋聲景數據，並考慮棲息地結構如何影響聲音的聆聽方式。因此，聲學監測對於研究一個地點動物生活隨時間的變化比在不同區域之間進行比較更有用。
草地監測
希望此類工作可用於訓練機器學習演算法，並最終建立一個易於使用的工具來監測海草和其他海洋棲息地的生物多樣性。
這需要一個全面的聲音庫。對於海豚和其他海洋哺乳動物來說，這種現像已經存在，但對於魚、蟹和其他無脊椎動物（如蝦）的聲音來說，這種現象還沒有得到很好的證實。
捕捉每個物種可以發出的所有不同聲音通常從在水族館中拍攝的錄音開始。然後，自動檢測可以嘗試將其與像我這樣的研究人員在現場記錄的聲音進行匹配。
這將使科學家能夠識別草甸衰退的早期指標或衡量海草恢復計畫的成功。
也許有一天，世界各地的海洋科學家將安裝錄音機，將音訊片段從沿海海域傳輸到另一個海域。 中央線上資料庫 可以自動分析聲景以評估海洋健康狀況。
這可以為我們提供有關動物數量和活動的近即時數據，有助於為海洋保護措施和永續捕撈實踐提供資訊。這是一個令人興奮的前景。
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