『倾听』雨林『大合唱』 调查生物多样性

巴布亚新几内亚的热带雨林里，各种声音此起彼伏，日夜不息。天堂鸟在高高的树冠上婉转啼鸣，哺乳動物在森林地面上奔跑，不时发出一阵阵沙沙声，青蛙在它们的栖身之地彼此呼唤着，蛰伏在林间草丛中的昆虫永远不知疲倦地发出或尖细或低沉的各种声音，填补着林中大合唱剩余的空隙。

埃迪·盖姆和他的研究团队所要捕捉的正是这热带雨林里的有趣的“大合唱”，盖姆是美国大自然保护协会（TNC）的研究员，通过对森林里各种频率声音的持续录音，他和他的团队在生物多样性极为丰富的巴布亚新几内亚的热带雨林里收集了声音景观生态的大量信息。

巴布亚新几内亚是位于新几内亚东部的一个岛屿，这里栖息着世界上至少5%多样性的动植物物种。这个国家90%以上的土地都属于私人所有，有的一个大家族就占有几千公顷土地，这里的人们有大量的土地可用于狩猎、伐木和农业耕种。在茂密丛林的林冠下，人类正在蚕食着雨林地区，生态保护工作已经刻不容缓。

巴布亚新几内亚山区中一个掩映在生态多样化环境中的村庄

15年前美国大自然保护协会就开始帮助巴布亚新几内亚的村民们管理他们的土地，将他们生活的社区仔细划分出一些区域让村民们耕种和狩猎，而将其他一些地方划定为自然保护区域，由当地护林员进行日常监管。事实上，这里的人类与自然的关系比其他地方更为密切，他们也非常渴望将自然馈赠的遗产完好无损地传给子孙后代。

盖姆和他的同事听当地人说，保护区保护了许多野生动物，但他们没有大规模地使用监控程序来提高保护力度。巴布亚新几内亚热带雨林中的动植物多样性极为丰富，研究人员几乎不可能制定出完整的生物物种目录。盖姆需要一种有效的方法来分析这大片土地上的生态系统的健康状态。他从澳大利亚和法国研究人员之前在生物声学方面的研究工作中得到启发，招募组织了一个考察研究团队来“倾听”热带雨林里的“大合唱”。

一直以来，科学家都在利用生物声学的工具来跟踪考察某些单个物种，但近来研究人员已经开始通过录制大自然中的声音来对整个声音景观生态进行评估。在一个多样化的生态系统中，各种形态大小各不相同的动物们的声音构成了大自然中一曲独特的“交响乐”，哺乳动物在低频谱中独占鳌头，鸟类以更高的音频在各种声音中脱颖而出，而昆虫们发出的声音频率比所有其他声音更高。如果森林中某个区域生态退化，种群减少，这种变化会在森林的声音景观生态中有所反映。“即使是栖息地生态健康的细微差别，也会在这种大自然的大合唱中体现出来。”普渡大学利用生物声学评估生态系统的景观生态学家布莱恩·皮贾诺维斯基说道。

分析人员制定了一种“声学指数”对录音声音的结构和分布情况进行统计分析，声学指数主要指通过声音的频率、振幅和发出不同声音的时段等来对声音景观生态多样性和分布情况等的量化分析。研究人员可以根据声音发生的不同时段以及频率、强度等来比较不同区域的物种分布和生态健康状态。“在我们如今所处的这个大数据时代里，”皮贾诺维斯基说道。“我们可以从非常广泛的角度来思考，如何在更大的空间尺度和更长的时间尺度上来分析大自然中的声音信号。”

盖姆和两位同事，一位普林斯顿大学的博士后和一位大自然保护协会的地理学家记录下了森林里的“大合唱”，并对记录数据中的细微差异进行了分析，希望通过这些数据来确定巴布亚新几内亚保护区对保护生态环境所起的作用以及今后的生态保护规划。

当地人对这些为保护生态环境而来的研究人员十分欢迎。每天清晨，研究团队就开始在雨林中布置装着录音设备的灰色小盒子。“我们的鞋总是湿漉漉的。”他们说。当地护林员为研究人员做向导，用砍刀为他们在灌木丛中开出一条容易行走的小道来。研究人员在划分出来的每一个林区中相邻的两棵树上分别绑上两个录音设备，一个用来记录通常人类能够听到的声音，另一个记录由蝙蝠或两栖动物发出的人类耳朵听不到的超声波。在大多数地区里，盖姆和他的团队都会在区域中心布置一对检测生物多样性的录音设备，24小时不间断的收集可用数据，在一些较大的区域里，他们还会增加数量更多的录音设备。

美国大自然保护协会的埃迪·盖姆在巴布亚新几内亚的热带雨林的木瓜丛中倾听来自大自然的声音信息，通过对生态声音景观的分析来评估巴布亚新几内亚热带雨林的生态健康

研究团队如今已破译了他们在巴布亚新几内亚收集到数据中的大部分。“很多人认为，将录音设备放在那里记录森林中的声音是一件很美妙的事情，但重要的是还必须找人分析这些数据。”密歇根州立大学计算生物学家兼生物声学研究员斯图亚特·盖奇在这个项目一开始的时候就对盖姆这样说道。

澳大利亚昆士兰科技大学的计算机科学家帮助将盖姆的录音数据转变为显示声音景观生态多样性的可量化指标，研究团队之后将各种声学模式与生态变量进行了比较，这些研究结果将有助于美国大自然保护协会以可量化的方式来进一步明确保护区今后的工作，这些声学数据在规划土地管理方面也有一定的参考价值。

“当你戴上耳机，倾听着雨林里的动物大合唱的声音，特别是如果这些声音能够以可量化的图表形式出现在你面前的屏幕上时，你所‘听到的雨林生态奥秘一定会令你惊叹万分。”盖姆说道。