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听,是长江的声音

2024-08-23

光明少年 2024年8期
关键词:声景江豚噪声污染

叽叽喳喳的鸟鸣声、汩汩潺潺的流水声、或呼啸或轻柔风吹过的声音……我们所处的世界,充满了各种各样的声音。这些声音中,隐藏着“大秘密”,它们用独特的方式向我们传递关于生态的信息。重庆大学声景研究中心负责人谢辉教授从事的研究,就是“听”长江的声音,“诊断”周围的环境,为保护地球“开处方”提供支持。

“听”长江,太酷了!

“我开始研究生态环境时,觉得‘声音’是一个很酷的切入点。”谢辉说。

长江,是无数生物的家园,每时每刻都在诉说着生物之间动人的故事。站在长江岸边,轻闭眼睛静静聆听,你可能会听到五花八门的声音。其实,还有一些我们只凭借耳朵根本听不到的声音,比如鱼类的声音。

你可能会心存疑虑:鱼也会发出声音?事实上,很多鱼都能通过发出滴答声、吱吱声或其他响亮的震动声,互相之间交流或为自己导航。

谢辉这样介绍自己的研究:“在研究长江的声音时,我们发现这些声音与生态有独特的关联。我们利用各类工具记录这些声音,通过软件分析就能了解生态系统中不同动物的分布、数量和活动规律。”

“生物宝藏探寻”之旅

谢辉团队的研究,就是用耳朵和眼睛,进行一场奇妙的“生物宝藏探寻”之旅。

“就像‘放长线、钓大鱼’,我们在江边设置了很多个长约2千米的‘捕鱼网’。清晨,我们顺着这些‘网’一步步走,以50米为单位,记录观察或听到的野生生物种类和数量。黄昏,同样的路线、同样的‘寻宝’任务,再来一遍。”在不同的时段打开不同的“生物通道”,谢辉的团队这样“寻宝”。

他们用到的“捕鱼网”,实际上是一种特殊的“耳朵”——全景声设备。这一设备可以收集长江流域不同生物发出的声音,收录生物发声的频率(即发声的次数)、时长(发声持续的时间)以及声音变化等特征。“我们通过声纹识别技术,对采集到的数据进行智能识别,监测长江生态区的生物物种;通过计算机分析这些声音数据,了解长江中生物的活动和生态状况。”通过分析采集到的声音样本,谢辉团队发现,长江的声景正在被钢铁和水泥所覆盖。

长江流域有6亿人口,长江经济带地区生产总值几乎占全国的一半,由于承载了过大的经济体量,人类对自然的改造程度远超过去千百年来的总和,脆弱的生态链条被打开了致命的缺口,繁忙的航运、岸线固化、跨江大桥的建设……让水下声景发生了天翻地覆的变化,许多依靠声呐系统生存的水中生物迷失了方向。

江豚,迷失在声音干扰中

江豚,是长江的独特居民,它们发出的声音是一种90~170千赫兹的高频超声波,比我们平常能听到的声音频率要高很多,远远超出我们的听觉范围。这些超声波可以在浑浊的水域中有效传播。江豚利用回声作为“导航仪”来判断周围有没有东西,就像是在黑暗中用闪光灯找路一样。当声波遇到物体时,会产生回声,江豚通过分析这些回声的强度和方向,就能确定周围的环境和其他动物的位置。这样一来,江豚就能游得更加自如,快速找到自己想要的东西。

噪声会给江豚带来哪些干扰呢?谢辉解释说:“大型船舶的航行噪声以中低频噪声为主,不仅声音很大,而且能穿过很远的距离,甚至能传遍整个江面,这会让江豚的耳朵感到疲惫、受到损伤。船舶发出的噪声也会干扰江豚的声呐系统,导致它们在水中的行动变得迟缓,增加了与船只相撞的风险,许多江豚因此而丧生。”

不仅如此,水下噪声的干扰会使江豚难以听到同伴的呼唤。江豚、白鳍豚这样的水生哺乳动物,通常依靠声音求偶、交配和照顾后代。幼豚时刻需要依赖母亲的指引和保护,但当很多噪声混杂在一起时,会干扰幼豚的听觉导航,它们就很难分辨出妈妈的声音,会因找不到妈妈而受伤甚至死亡。

“这项发现告诉我们,人类的活动会对自然环境造成意想不到的影响。我们需要更加注意自己的行为。”谢辉希望可以通过改进船只的设计,限制噪声污染的产生,从而保护这些生物的家园,让它们能够安心地生活,让美丽长江的生态系统更健康、平衡。

未来,任重道远,但值得期待

这场独特的“生物宝藏探寻”之旅虽然已开展多年,但依然面临重重困难:长江是一个非常宽广的河流,要在各个地方设置声音监测设备,需要投入大量的人力和物力;长江水流湍急,设备的安装和维护也是一项具有挑战性的任务;长江中的声音种类繁多,有时会有其他声音干扰,需要设计特殊的算法来识别和区分不同的声音。“我们需要找到更有效的方法、运用更先进的技术,获得更多有价值的研究结果。”谢辉深感任重而道远。

谈到未来的研究方向,谢辉有这样的畅想——

“我们打算建立长江流域重点区域声景地图。声景地图就像是一张长江的声音导航图,但它不是用来找路的,而是用来听声音的。我们将利用高精度声呐仪器等,到长江流域的重点地区进行长期、连续的噪声监测。这样,我们就能像查看地图一样,清楚地看到哪里的声音和谐美好,哪里的声音有些嘈杂。有了这张声音地图,我们也能够全面评估噪声对水生生物的影响,提出减少噪声污染、治理环境有针对性的措施建议,让长江的声音更加动听。

我们还计划制定长江珍稀水生动物声环境标准,就像是为长江里的珍稀水生动物量身定制一套‘声音护航法’。我们会深入研究各种水生动物的声音习性,了解它们需要什么样的声音环境,然后据此制定相应的标准。

积极推动修订《中华人民共和国长江保护法》,把噪声污染纳入范畴,是我们准备为长江构筑的‘声音护盾’。我们将与政府和法律部门合作,提出相关建议和意见,期待能够将噪声污染列入保护长江的法律条款中,让长江的生态环境更加安全。”

曾经,长江水清岸绿,是众多生灵生活繁衍的乐园。未来,希望长江少一些“被打扰”,继续鱼翔浅底、奔流不息,再现生态廊道的勃勃生机。在青山绿水的怀抱中,人与自然和谐共生,才能让长江这条古老的河流永远流淌生命之源、文明之波。

知识链接:什么是声纹识别技术

每个人(或动物)的声音都是独一无二的,就像指纹一样。声纹识别技术就是利用这一点,通过分析声音中的特点来识别不同的生物。

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