巴布亞新幾內亞的熱帶雨林里，各種聲音此起彼伏，日夜不息。天堂鳥在高高的樹冠上婉轉啼鳴，哺乳動物在森林地面上奔跑，不時發(fā)出一陣陣沙沙聲，青蛙在它們的棲身之地彼此呼喚著，蟄伏在林間草叢中的昆蟲永遠不知疲倦地發(fā)出或尖細或低沉的各種聲音，填補著林中大合唱剩余的空隙。

埃迪·蓋姆和他的研究團隊所要捕捉的正是這熱帶雨林里的有趣的“大合唱”，蓋姆是美國大自然保護協(xié)會（TNC）的研究員，通過對森林里各種頻率聲音的持續(xù)錄音，他和他的團隊在生物多樣性極為豐富的巴布亞新幾內亞的熱帶雨林里收集了聲音景觀生態(tài)的大量信息。

巴布亞新幾內亞是位于新幾內亞東部的一個島嶼，這里棲息著世界上至少5%多樣性的動植物物種。這個國家90%以上的土地都屬于私人所有，有的一個大家族就占有幾千公頃土地，這里的人們有大量的土地可用于狩獵、伐木和農(nóng)業(yè)耕種。在茂密叢林的林冠下，人類正在蠶食著雨林地區(qū)，生態(tài)保護工作已經(jīng)刻不容緩。

巴布亞新幾內亞山區(qū)中一個掩映在生態(tài)多樣化環(huán)境中的村莊

15年前美國大自然保護協(xié)會就開始幫助巴布亞新幾內亞的村民們管理他們的土地，將他們生活的社區(qū)仔細劃分出一些區(qū)域讓村民們耕種和狩獵，而將其他一些地方劃定為自然保護區(qū)域，由當?shù)刈o林員進行日常監(jiān)管。事實上，這里的人類與自然的關系比其他地方更為密切，他們也非?？释麑⒆匀火佡浀倪z產(chǎn)完好無損地傳給子孫后代。

蓋姆和他的同事聽當?shù)厝苏f，保護區(qū)保護了許多野生動物，但他們沒有大規(guī)模地使用監(jiān)控程序來提高保護力度。巴布亞新幾內亞熱帶雨林中的動植物多樣性極為豐富，研究人員幾乎不可能制定出完整的生物物種目錄。蓋姆需要一種有效的方法來分析這大片土地上的生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。他從澳大利亞和法國研究人員之前在生物聲學方面的研究工作中得到啟發(fā)，招募組織了一個考察研究團隊來“傾聽”熱帶雨林里的“大合唱”。

一直以來，科學家都在利用生物聲學的工具來跟蹤考察某些單個物種，但近來研究人員已經(jīng)開始通過錄制大自然中的聲音來對整個聲音景觀生態(tài)進行評估。在一個多樣化的生態(tài)系統(tǒng)中，各種形態(tài)大小各不相同的動物們的聲音構成了大自然中一曲獨特的“交響樂”，哺乳動物在低頻譜中獨占鰲頭，鳥類以更高的音頻在各種聲音中脫穎而出，而昆蟲們發(fā)出的聲音頻率比所有其他聲音更高。如果森林中某個區(qū)域生態(tài)退化，種群減少，這種變化會在森林的聲音景觀生態(tài)中有所反映?！凹词故菞⒌厣鷳B(tài)健康的細微差別，也會在這種大自然的大合唱中體現(xiàn)出來?！逼斩纱髮W利用生物聲學評估生態(tài)系統(tǒng)的景觀生態(tài)學家布萊恩·皮賈諾維斯基說道。

分析人員制定了一種“聲學指數(shù)”對錄音聲音的結構和分布情況進行統(tǒng)計分析，聲學指數(shù)主要指通過聲音的頻率、振幅和發(fā)出不同聲音的時段等來對聲音景觀生態(tài)多樣性和分布情況等的量化分析。研究人員可以根據(jù)聲音發(fā)生的不同時段以及頻率、強度等來比較不同區(qū)域的物種分布和生態(tài)健康狀態(tài)。“在我們如今所處的這個大數(shù)據(jù)時代里，”皮賈諾維斯基說道?！拔覀兛梢詮姆浅V泛的角度來思考，如何在更大的空間尺度和更長的時間尺度上來分析大自然中的聲音信號?！?/p>

蓋姆和兩位同事，一位普林斯頓大學的博士后和一位大自然保護協(xié)會的地理學家記錄下了森林里的“大合唱”，并對記錄數(shù)據(jù)中的細微差異進行了分析，希望通過這些數(shù)據(jù)來確定巴布亞新幾內亞保護區(qū)對保護生態(tài)環(huán)境所起的作用以及今后的生態(tài)保護規(guī)劃。

當?shù)厝藢@些為保護生態(tài)環(huán)境而來的研究人員十分歡迎。每天清晨，研究團隊就開始在雨林中布置裝著錄音設備的灰色小盒子?！拔覀兊男偸菨皲蹁醯摹！彼麄冋f。當?shù)刈o林員為研究人員做向導，用砍刀為他們在灌木叢中開出一條容易行走的小道來。研究人員在劃分出來的每一個林區(qū)中相鄰的兩棵樹上分別綁上兩個錄音設備，一個用來記錄通常人類能夠聽到的聲音，另一個記錄由蝙蝠或兩棲動物發(fā)出的人類耳朵聽不到的超聲波。在大多數(shù)地區(qū)里，蓋姆和他的團隊都會在區(qū)域中心布置一對檢測生物多樣性的錄音設備，24小時不間斷的收集可用數(shù)據(jù)，在一些較大的區(qū)域里，他們還會增加數(shù)量更多的錄音設備。

美國大自然保護協(xié)會的埃迪·蓋姆在巴布亞新幾內亞的熱帶雨林的木瓜叢中傾聽來自大自然的聲音信息，通過對生態(tài)聲音景觀的分析來評估巴布亞新幾內亞熱帶雨林的生態(tài)健康

研究團隊如今已破譯了他們在巴布亞新幾內亞收集到數(shù)據(jù)中的大部分?！昂芏嗳苏J為，將錄音設備放在那里記錄森林中的聲音是一件很美妙的事情，但重要的是還必須找人分析這些數(shù)據(jù)?！泵苄萘⒋髮W計算生物學家兼生物聲學研究員斯圖亞特·蓋奇在這個項目一開始的時候就對蓋姆這樣說道。

澳大利亞昆士蘭科技大學的計算機科學家?guī)椭鷮⑸w姆的錄音數(shù)據(jù)轉變?yōu)轱@示聲音景觀生態(tài)多樣性的可量化指標，研究團隊之后將各種聲學模式與生態(tài)變量進行了比較，這些研究結果將有助于美國大自然保護協(xié)會以可量化的方式來進一步明確保護區(qū)今后的工作，這些聲學數(shù)據(jù)在規(guī)劃土地管理方面也有一定的參考價值。

“當你戴上耳機，傾聽著雨林里的動物大合唱的聲音，特別是如果這些聲音能夠以可量化的圖表形式出現(xiàn)在你面前的屏幕上時，你所‘聽到的雨林生態(tài)奧秘一定會令你驚嘆萬分?！鄙w姆說道。