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我們都曾聆聽過大自然的聲音,無論是兒時還是獨自旅行時,這些聲音總是令人懷念,雖然這種聲音可能有數百種不同的來源,但它們總是讓我們覺得莫名好聽、和諧。
隨著科技的快速發展,這些來自大自然的聲音在不僅成為珍貴的個人回憶,也開始成為極為重要的科研資料,甚至是幫助我們恢復生態系統的重要工具。本文來自科學大院,希望對您有所啟發。
提前祝你,週末愉快!
全文共1953字
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01 聲學監測的另一個妙用
起初,科學家們也只是進行偶爾和短期的聲音資料收集,用於研究單個的瀕危物種或是入侵物種的分佈、習性等,比如我們經常就能在一些科學新聞中見到鳥類的觀測和聲音收集,這些收集活動也往往都是偶爾、短期的活動。
科學家提出,透過建立長期的聲學監測站,收集並分析監測站附近的絕大部分動物的聲音,透過對聲音的分辨,判斷出這種聲音屬於哪種動物,以及這種動物的活動頻率和範圍,從而實現對動物的多樣性調查。
傳統的動物多樣性調查往往需要人工,費時費力,也不一定能收集到所有的動物資料,但聲學收集裝置小巧方便,還不怎麼擾動環境,因此會是非常好的動物多樣性調查手段。基於此,澳大利亞的科學家建設了一個由360個永久聲音監聽站組成的聲學資料收集網路。
而且這種聲學資料確實能充分反映當地的生態系統的多樣性,因此自然也能作為監測當地生態系統多樣性變化的指標。
舉個例子,澳大利亞弗倫奇(French Island)經常遭受山火襲擊,科學家們就採集到了同一個地點遭受過山火前後的的24小時內的聲學訊號,可以明顯看出其資料的不同,這種資料就反映了當地生態多樣性的區別。
在這個想法出現之後,另外一個想法也自然而然地出現了:能否在受損的環境中不斷播放未受損環境下的聲音,從而引誘動物重返受損環境中,這樣可以快速修復受損環境。
這一個想法並不是毫無來由的,因為我們人類已經有了很長時間的使用聲學誘餌的經驗。其中我們最熟悉的可能就是海洋捕魚業,漁船會使用聲學技術驅趕或引誘魚群到特定區域。而利用聲學驅趕魚群的技術在我國明朝時候就出現了,叫作敲舟古技術,漁民敲擊船板將魚驅趕集中,然後張網捕撈,這種技術的捕撈量非常大,一度讓我國東南沿海的黃花魚等魚種瀕臨滅絕,因此已經被禁止使用了。
聲誘捕撈技術則是透過在水中播放魚類攝食、求偶、叢集等的聲音,來誘導相應的魚群集中進行捕撈。這個技術在20世紀70年代開始發展,無論是日本、俄羅斯還是美國、瑞典等國家都有非常成熟的應用。
但是最近科學家們研究的重點可不在如何引誘魚群上,而是在誘發不同動物的特定反應上,因為很多動物實際上是透過聲音訊號觸發繁殖、遷徙、警報等不同行為的。
在這些方面的研究中,有科學家成功利用特定聲音引誘青蛙、海鳥、蝙蝠、魚類等前往不同的棲息地;還有科學家研究過利用交配的聲音引誘青蛙和蠑螈透過高速鐵道的地下隧道;還有科學家研究過利用降雨和青蛙的叫聲來觸發青蛙的繁殖行為等。
02 利用聲音保護環境的嘗試
基於這樣一些研究,就有科學家成功利用聲音進行了環境保護的嘗試,其中一項嘗試就是修復牡蠣礁。
牡蠣礁曾是世界各地河口的常見景觀,牡蠣們密集聚集在淺海處的礁石上生長,形成大型牡蠣礁,從而為多個物種提供了棲息地和避難所,也為河口處提供了天然防波堤。
但是這些年來由於人們的過度捕撈,以及石灰生產,全世界的牡蠣礁的退化都極為嚴重,據估計,全球目前85%的牡蠣礁都已經消失了。
因此全球各地都在探索如何重建牡蠣礁,一般使用的方法比較昂貴,首先需要在海岸淺灘處投放消過毒的死亡牡蠣殼、混凝土或石灰石碎片——因為捕魚往往會把這些地方的堅硬基質摧毀,而牡蠣的生長又需要附著在一些堅硬物質上。再透過人工養殖牡蠣幼蟲投放到這些區域。但其實真正能定居下來的牡蠣幼蟲少之又少,所以牡蠣礁修復過程無法一蹴而就,需要年復一年地投放和修復,既花錢又花時間。
有澳大利亞的科學家團隊就使用了他們自己錄製的正常礁石處的聲音,在需要修復牡蠣礁的地方重複播放這些聲音,結果發現,在3個月內,引誘到的前來定居的牡蠣幼蟲數量是不播放聲音的區域(對照組)的4.4±1.6倍,其中在3月份,其引誘數量甚至是對照組的18倍。
除此之外,還有科學家在已經受損的珊瑚礁處播放正常珊瑚礁的聲音,從而引誘到了大量生活在珊瑚礁處的魚類群落,使得該處魚類的物種豐富度增加了50%。由於我們目前也面臨著珊瑚礁退化的危機,這種方法也就讓我們有更多的手段來減緩珊瑚礁生態系統退化的速度。
03 不止動物,聲音甚至對細菌和真菌都有作用
上述這些研究都是針對動物的。最近,也有科學家發現,聲音不僅對動物有效,還對細菌和真菌有效。
在其中針對哈茨木黴菌(Trichoderma harzianum,一種真菌,可以用作殺菌劑,抑制其他真菌生長,從而幫助植物的根部正常生長)的實驗中,向它們播放白噪聲後,它們從第三天就開始超速生長,在5天的實驗期內,它們的生長速度提高的7倍,孢子數量增加了4倍。
04 大家都愛“音樂”
這一發現無疑對於陸地上的生態系統恢復具有重要意義,畢竟土壤生態系統是支撐動植物生長的基礎。可能未來有一天,當我們漫步森林的時候會聽到大喇叭正在播放白噪聲或莫扎特或貝多芬,但那不是給我們聽的,是給樹和土壤聽的。
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本文轉載自科學大院文章,不代表IDG資本立場。
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