

当我们想到水下噪音时,我们常常会想到鲸歌和海豚的咔哒声。但还有其他的声音。事实上,珊瑚礁会产生持续不断的悠扬旋律。在过去的几十年里,研究人员已经了解到,分析这些声音可以揭示水下生态系统的事件和健康状况的线索。
“当一群小海葵鱼挤在一起时,它们非常有领地意识,”北卡罗来纳州立大学的博士候选人 Kayelyn Simmons 说。“所以它们会发出像这样的小爆裂声和啁啾声。这基本上是为了告诉其他生物远离我的家。”
Simmons 和 于2月24日在开放获取期刊《公共科学图书馆·综合》上发表的 最新研究,考察了飓风艾尔玛对佛罗里达礁岛群国家海洋保护区珊瑚礁栖息地的听觉影响。该团队还包括北卡罗来纳州立大学教授 David Eggleston 和 DelWayne Bohnenstiehl,他们发现一些礁石居民的声音只有细微的变化,这表明在风暴过后,生态系统可能已经恢复了正常。
所谓的声景是一个特定地方的声音织锦,从像马达那样与人类相关的噪音,到风、雨和动物叫声带来的铃声。声景生态学,即对来自特定景观的声音的研究,是一个新兴的科学领域,而这项最新的研究是日益增长的知识体系的一部分,该体系旨在研究声音可以揭示珊瑚礁生态系统的哪些信息。
被动监测声学声音是一种在不干扰研究对象(通过在它们的空间中游动或稍后解剖它们)的情况下,一次性收集多种物种数据的良好方法。
“这是一个很好的非侵入性工具,我不必伤害任何生物,”Simmons 说。她说,倾听提供了一种整体的视角。“我们可以利用这种声音作为多样性、丰度和生态系统整体健康的代理。”
如今,从过度捕捞和污水、径流和其他化学污染泄漏,到像海洋酸化和加速发展的风暴这样的气候影响,一系列人为压力源正在全球范围内摧残珊瑚礁。
“在我们国家,尤其是在佛罗里达州周围,是污染在真正杀死珊瑚,”波士顿大学的生物学家 Phillip Lobel 说。“你担心的是压力的组合,因为污染,像一场大风暴可能会再次回来,成为压垮骆驼的最后一根稻草。”
在 2017 年夏天进行另一项研究时,北卡罗来纳州立大学的 Simmons 和她的合著者将八个水听器放置在佛罗里达礁岛群珊瑚礁带的不同位置。同年 9 月,4 级飓风艾尔玛袭击了佛罗里达礁岛群南部。大多数水听器在风暴中丢失了,但位于东部桑博(一个仅对科学家开放的珊瑚礁)的一个水听器完好无损(尽管珊瑚礁本身的结构遭受了重创)。在他们收集了幸存的水听器后,作者们借此机会研究了风暴之前、之中和之后礁石上某些声音。
水听器每天每二十分钟收集两分钟的数据;研究重点关注 2017 年 7 月至 10 月之间收集的数据。他们使用声压级作为响度的指标,特别关注了礁鱼产生的低频声音,以及枪虾产生的较高频声音,枪虾用它们的爪子发出声音,Simmons 将其比作“培根煎炸或爆米花爆裂”。
“在飓风期间,我们真的只是想看看,除了飓风之外,我们还能听到什么?——没有,”她笑着说。
在飓风之前和之后,他们发现与礁鱼相关的声压级没有大的差异,尽管与枪虾相关的某些压力水平有轻微变化。研究人员建议,至少在这么短的时间内,声景模式是“相对有韧性的”。
路易斯安那大学海洋联合会的助理教授 Stephanie Archer 在给《大众科学》的电子邮件中写道,我们对海洋声景的了解仍然很少,而研究它们如何应对干扰可以帮助我们更好地理解它们。
“对我来说,这项研究以及其他类似的研究不断表明,大自然对这些灾难性事件的适应能力可能比我们预期的要强,”她补充道。“然而,要确保这些栖息地获得它们恢复所需的条件和时间,还有很多工作要做。虽然它们可能对一次风暴具有抵抗力,但我们不知道当我们的气候变化预测导致风暴频率和强度增加时,它们会如何反应。”
展望未来,Simmons 希望研究一个礁石的受保护程度(免受捕鱼、游泳和其他人类活动的影响)与其声音之间的关系。
与此同时,很明显,退后一步倾听是了解这个奇特而复杂的世界的好方法。Simmons 说,在飓风后的下一个满月期间,当繁殖行为很常见时,“鱼类又回到了它们非常响亮的合唱。”