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用声学指数快速评估鸟类物种丰富度和丰度 [复制链接]

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责任编辑:高博宇张谦

开展生物多样性评估是在全球环境变化加速中日益紧急的任务。通过监测环境声音,获得场地声学指数可能为快速评估生物多样性提供一种新方法,其中需要解决的主要问题是:声学指数能否作为有效的生物多样性监测工具,反映物种丰富度和丰度?TomBradfer-Lawrence等人在EcologicalIndicators上发文,分别在相同地点进行声学监测与实地调查,探索利用声学指数快速评估鸟类物种丰富度和丰度技术的实际价值。

研究目的

利用试验场地收集的数据建立声学指数,并将这些记录与来自相同地点的鸟类点计数观察相结合。假设更高的鸟类物种丰富度、鸟类丰度和植被结构复杂性将反映在更复杂的声学指数值中。测试声学指标在生物多样性监测中的指示能力,证明声学指标与鸟类物种丰富度和丰度之间的关系。

研究方法

研究地点:研究人员在巴拿马共和国Emparador地区的六个主要生境——连续森林、片断森林、河岸森林、柚木种植园、再生灌木丛和牧场中选择了43个地点,栖息地结构复杂性从连续的森林到牧场逐渐降低。

环境监测:在2月初至5月初,使用带有全向麦克风的录音机,选择了32,赫兹的采样率,收集每个地点一周内日出后一分钟和之后十五分钟的数据,计算了每一分钟的声学指标——声学复杂性指数(ACI)、声学多样性指数(ADI)、声学均匀性指数(AEve)、生物声学指数(Bio)、声学熵指数(H)、振幅(M)、归一化差异声景指数(NDSI)等。

鸟类调查:每个地点进行四次各10分钟的无限半径点计数鸟类观测,并根据目击和发声计算出平均鸟类物种丰富度和丰度。

植被调查:每个地点进行20m*20m木本植被调查,确定平均冠层高度,高度超过1.5m和胸径超过5cm木本植物比率,平均胸径,基底面积。

研究结果

研究发现鸟类物种丰富度和丰度较高的地点具有较少的均匀声景;对鸟类歌唱频率敏感的声学指数(ADI,Bio等)对于监测鸟类群落有效;声学均匀度指数、生物声学指数和归一化差异声景指数的生物声学成分与物种丰富度的关系最密切。

编者认为

陈颖媛:

本研究利用声学指数评估巴拿马共和国Emparador地区鸟类丰富度和丰度,证明了声学指数从某种程度上可以反映场地鸟类丰富度和丰度。即使本实验中存在一定其他声源的干扰,其仍对于未来可能进行的大规模初步生物多样性检测评估具有重要意义。和传统的调查方法相比,发展和利用造价较低的机器记录、识别和评估场地生物多样性,节省了调研成本、延长了调研时间。随着科技进步,声学指数将进一步完善对于不同气候,生境,地区,物种的识别和分析,但其能否彻底替代实地调研仍是值得探讨的问题。

张谦:

与调查者亲自调查生物多样性相比,利用声学指数,判断鸟类丰度和丰富度更能够节省时间、人力、物力。然而实现声学指数监测生物多样性变化的成功取决于声学指数与广泛使用的生物多样性度量标准之间的显着和连贯的关系。利用录音,声音处理,分析声学指数特征的方式评估当地的生物多样性指数,对于不同生境或气候类型的地区,可能需要建立适合当地的模型。对于不同生活史阶段的鸟类,其声学特征也可能存在差异。对于不同季节、地区是否需要不同的标准进行计算,还有待考证。

高博宇:

生态声学可能提供了一种比传统调查方法更快速和更省时的生物多样性评估方法。本研究探究了声学指标是否可作为反映物种丰富度和丰度的有效生物多样性监测工具。其结果一定程度上肯定了这一结论,但是声学指标的准确性存在着争议,主要影响在于,研究中虽考虑了植被对声音测度的影响,但是预处理中无法排除其他噪声的干扰。另外,即使该研究结果验证了声学指标于生物指标的高相关性,但声学指标的意义可能更多存在于定性地描述当地物种丰富度、丰度的高低,而无法定量确定,因此还不能完全替代传统的调查研究方法。

原文出处

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