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噪声污染下的生物圈

2024-06-06俞之凡

科学24小时 2024年6期
关键词:噪声污染幼鱼鲸鱼

俞之凡

在我们生存的这个蔚蓝星球上,从栖息在树枝上的微小虫鸣,到田园乡间的鸟鸣蛙声,组成了最为美妙动听的自然之声。那么,因人类活动制造的噪声污染,会给生机勃勃的生物圈带来怎样的影响和变化呢?

海洋生物深受噪声之害

康奈尔大学海洋科学家克里斯多夫·克拉克在一次访谈节目中指出:“海洋栖息地正在受到噪声污染的攻击,海洋噪声污染给海洋生物带来了極大危害。”

克拉克一直在关注和倾听海洋中的“生命之歌”。他认为,大部分噪声污染来自远洋海运,这些噪声严重危及海洋生物的健康,特别是需要通过声音进行交流和定位的鲸鱼族群,人为产生的这些噪声严重影响鲸鱼的社交行为,对其生存和繁殖产生不利影响。如今,科学家已经开始关注和研究这种危害。好消息是正在研发的一些技术可以大幅减少来自船舶和地质勘探的噪声,但需要人们有作出改变的意愿。

近几十年来,随着先进声测仪器的不断发展,海洋学家试图从海洋中数十亿种浮游动植物日常上下移动的周期过程中,倾听地球呼吸的声音。这是人们通过倾听水下声音来更多地了解和理解海洋的一种新的方式。

当我们眺望大海,看到的是浩瀚无垠的美丽海景,海鸥在地平线上飞翔,偶尔一艘帆船飘过,美丽而壮观。殊不知平静的海面之下,人类制造的噪声,却正在污染着海洋环境。海洋中的化学污染和微塑料污染已引起了人们的重视,但水下噪声污染却往往被人们忽视。研究表明,噪声污染对许多海洋生物的生存是一个巨大的威胁。

海洋噪声大部分来自船舶,这些噪声主要源于大型船舶的内部机械。许多吨位远超航母的远洋货轮发出的大量低频噪声,在海水中能传播到很远的地方。惊人的数据表明,来自远洋货轮的噪声每十年就会增加一倍。

除了来往船只发出的噪声外,人类还给海洋带来了其他类型的各种噪声。例如,更为尖锐的噪声来自海洋石油勘探和天然气勘探。替代过去使用的炸药,可以激发人工地震波的空气枪在大片海区来回穿梭作业,就像草坪上的割草机一样,它们作业时产生的巨大的声响,使整个海底世界都充斥着噪声,引发一场又一场巨大的噪声风暴。

人为噪声对鲸鱼的生存环境会产生极大的影响。在晴朗的天气里,鲸鱼通过听觉可以将它们的社交网络延伸到数千米之外,鲸鱼主要通过声音“看”世界,它们的耳朵就是它们的“心灵之眼”。作为对声音高度敏感的生物,鲸鱼的自我意识是以听觉为基础的,而不是以视觉为基础的。

许多鲸鱼的捕食地和迁徙路线都在浅海地区。当前,海岸线附近是海洋中最为喧闹的区域,也是噪声污染的重灾区。如果因海洋噪声干扰,鲸鱼无法从同伴那里得到食物来源的信息,那么就有可能失去进食的机会。雌性鲸鱼在噪声迷雾中听不到雄性鲸鱼的歌声,就会失去择偶和繁殖的机会。

研究人员观察发现,暴露于高声级噪声环境中的鲸鱼,会有一些异乎寻常的行为变化。一开始它们会增加“通话”频率,类似于你我在嘈杂环境中接听手机时,会大声反复地强调“你能听到我说话吗”一样。但当噪声水平超过一定阈值时,听不到回应的鲸鱼会暂时放弃呼叫。当噪声声级降低时,它们又会重新开始与同伴联系。长期承受噪声压力的鲸鱼族群,会有多达一半的时间无法听到同伴发出的声音。

研究发现,美国科德角湾上忙碌的航运,导致露脊鲸失去了50%~70%的交流机会。随着航运总量的增加,鲸鱼与同伴交流的海域面积大为缩小,这种交流也经常因噪声影响而变得断断续续,人类产生的噪声一次又一次地破坏鲸鱼的社交活动。

研究人员注意到,当人们在美国加利福尼亚海岸进行地质调查时,有的鲸鱼躲在岩石后面,尽力避开噪声干扰。研究人员还观察到,有几条灰鲸直接跃入波涛中,匆忙逃离噪声肆虐的“是非之地”。噪声污染对于像鲸鱼这样的海洋生物来说,是一个长期的问题,可能会给它们的繁殖和成长造成破坏性的影响。

当然,受噪声影响的不仅仅是海洋哺乳动物,一些鱼类对声音也很敏感。挪威海洋学家的一些研究结果表明,一些鱼类正在远离吵闹的海洋区域。此外,噪声等级较高时,幼鱼的存活率会大大降低。附近船只发动机的轰鸣声,会改变鱼类照料和保护幼鱼的方式,导致幼鱼数量减少,后代的个头也会更小。研究发现,当船只驶过大堡礁时,一些小型鱼类会暂停哺育后代的行为,从而降低了鱼类后代的生存率。

越来越多的研究记录了噪声污染损害海洋生物的各种方式。

多棘雀鲷是热带太平洋珊瑚礁上一种数量庞大的小型鱼类,海洋学家对它们的繁殖行为进行观察后发现,这种小鱼照顾后代非常尽心。只有手掌大小的多棘雀鲷双亲会协力给鱼卵泼水,以确保胚胎可以获得足够的氧气。当鱼卵孵化出来以后,它们还会继续陪护幼鱼长大,哺育期长达4个月。

繁殖季节,海洋生态学家在澳大利亚蜥蜴岛附近的6个地点标记并监测了59个多棘雀鲷产卵的巢穴。繁殖季节结束时,他们发现在相对安静区域附近的巢穴中,有65%的巢穴中的幼鱼都幸存了下来,而在繁忙的航线区域里,只有40%的巢穴中的幼鱼得以幸存。同时,在安静区域内长大的幼鱼,比在嘈杂地点长大的幼鱼体形更大。显然,噪声导致鱼类行为的改变,影响它们繁殖后代的成功率。海洋生态学家认为,这一发现为提高鱼类存活率提供了一些可行的方法。例如,在珊瑚礁区域建立声学保护区,这一举措同时也可帮助珊瑚礁获取更多的恢复机会。

此外,开发一些新技术也可减少海洋中的人为噪声。例如,设计静音船只,安装不与船体直接接触的发动机,制造低噪声的螺旋桨,等等。同时,石油和天然气勘探领域也在开发和测试一些降噪技术。

加拿大芬迪湾,一头露脊鲸游弋在一艘货船附近

多棘雀鲷双亲和幼鱼,以及附近危险的捕食动物——孔雀石斑鱼

陆地动植物难逃噪声污染影响

陆地动植物也无法逃脱人类制造的噪声污染。面对来自交通和其他因人类活动不断增加的背景噪声,许多动物不得不改变其行为,或迁移到更安静的地方以适应不断变化的环境。同时,噪声污染也在改变植物世界的景观。

美国北卡罗来纳州达勒姆国家进化综合中心的进化生态学家克林顿·弗朗西斯指出:“大多数关于噪声对周围自然群落影响的文献都集中于单个物种的行为。但我们必须意识到,如果某个对群落非常重要的物种受到干扰,将在整个生态系统中产生级联效应,一两个重要物种的反应,可能会引发一些大规模的变化。”人为噪声在动植物界引起的连锁反应将会是深远而持久的。

随着高速公路、空中交通、建筑和其他以机器为基础的人类活动的发展,在过去一个世纪里,地球上的噪声越来越大。研究发现,在嘈杂的地方,一些鸟类会以更高的频率鸣唱,蝙蝠很难找到猎物,青蛙也难以找到配偶。

噪声影响的是整个生物群落,而不仅仅是某个单一物种。一些植物在嘈杂的地区的生长状态更差,而另一些植物似乎长势更好,这主要取决于它们周围的生物群落在噪声环境下的行为变化。例如,灌丛鸦是松树种子的重要传播者。每年秋天,每只灌丛鸦都会叼起成千上万的种子,然后将种子藏在不同的地方。整个冬天,当其他食物变得稀缺时,灌丛鸦就会以藏起来的种子为食。它们没有找到的种子会发芽长成下一代树木。但它们会避开嘈杂环境,在这样的环境中无法完成传播松树种子的重要工作。与之相反,一些蜂鸟却喜欢聚集在声音嘈杂的地区,它们更喜欢在嘈杂环境中筑巢,这可能有助于它们在这些地方为更多的花朵授粉。一種理论认为,嘈杂环境对蜂鸟的巢穴而言更为安全,这是因为它们不需要担心灌丛鸦伺机捕食幼鸟。

研究人员发现,灌丛鸦和其他动物一起在安静的树丛中收集种子,但它们从来不会出现在嘈杂环境的树下。喧闹地区的树下最终会成为老鼠的觅食地,但老鼠只吃种子,而不会将种子分藏散落在各处,因此,噪声干扰会影响松树的繁殖和生存能力。统计数字表明,安静区域的松树苗数是喧闹地区的4倍。显然,噪声不仅仅影响动物,还有可能会对包括植物在内的整个生态系统产生影响。

美国科罗拉多州的落基山国家公园以其雄伟的山脉、茂密的森林和清新的空气而闻名,但研究人员在那里进行科学勘测记录时,却发现了被人们所忽略的一个问题:噪声污染。

在如今的地球上,即使是最原始的地方,鸟鸣声和宁静小溪的潺潺流水声都被飞机的轰鸣声、汽车的引擎声、高分贝的音乐声、工业生产的喧闹声中,以及其他持续不断的嘈杂声淹没。

噪声不仅直接干扰动物之间的交流,而且猎物发出的动静也会被噪声所掩盖,从而降低捕食者的捕猎成功率。噪声污染还会分散注意力,导致动物行为发生意想不到的变化。这是因为它们需要花费更多的时间保持警惕,而不是将更多的注意力用于觅食。

航运和陆运是噪声污染最大的罪魁祸首。繁忙的机场附近的保护区和车水马龙的道路则是噪声污染的重灾区。部分公园已经采取了一些减少噪声污染的方法,包括减少通勤班车的服务、设立安静区等。这些努力都给人们带来了在远离噪声污染的环境中欣赏和享受大自然宁静美妙时刻的新希望。

鸟儿在城市建筑的夹缝中生存

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