声学监测显示亚热带森林对极端天气的惊人恢复能力但气候变化迫在眉睫

如果一棵树倒在森林里，周围没有人听到，它会发出声音吗?冲绳科学技术研究生大学 (OIST) 的研究人员通过远程记录冲绳森林的声景来回答这个问题，使他们能够追踪台风等极端天气事件如何影响岛上不同的生态系统。

总体而言，他们发现森林具有令人惊讶的弹性，并且声音景观提供了一种强有力的方式来收集可以指导保护工作的重要信息。该研究已发表在《全球变化生物学》上。

2018年9月，超强台风潭美震撼了冲绳，六天后又迎来了强度稍轻的台风康雷。为了探究这些风暴对当地野生动物造成的真实损害程度，OIST 和都柏林三一学院的研究人员分析了在台风之前、期间和之后收集的 13,000 小时的音景音频。

这些声景是作为冲绳环境观测网络 (OKEON) Churamori 项目的一部分收集的，该项目包括覆盖冲绳岛 24 个地点的声学监测网络，从北部未受破坏的森林到南部的城市蔓延。OKEON 依赖于研究人员、冲绳当地专家和机构以及公民科学家之间的密切合作。

“使用来自自然生态系统的巨大声学数据集可以更全面地了解现实世界对干扰的反应，这是很难通过理论或实验室实验观察到的，”OIST 综合社区生态学部门的塞缪尔·罗斯博士和主要作者说道研究的。

通过将录音转换为数字数据，研究人员能够检测 24 个地点中每个地点动物声音的整体水平(即所谓的生物声音)。他们还使用监督机器学习来快速识别三种冲绳鸟类的叫声，这使得通过时间和空间追踪它们的存在成为可能。

尽管冲绳岛面积相对较小，但冲绳各地的环境对这些大规模天气干扰的反应却截然不同。“我们预计生态系统会对台风做出同样的反应，但令人惊讶的是，我们得到了完全相反的结果，”罗斯博士说。

台风并没有摧毁栖息地，让野生动物安静下来，麦克风在不同的野外地点拾取了不同数量的鸟叫声。人类发展似乎也无法解释不同的反应。“我们对开发地点的恢复能力感到惊讶，”罗斯博士解释说。“我们预计人类改变生态系统结构的地方会更加脆弱。”

然而，这种韧性可能不会持续。气候变化正在带来更大、更持久、更频繁的台风袭击内陆地区。像潭美这样的超强台风过去非常罕见，但在 2023 年 8 月，另一场台风来袭。

罗斯博士说：“冲绳的生态系统可能在某种程度上预先适应了极端天气，这可能解释了这些生态系统对台风的恢复能力，但气候变化可能会将这些生态系统推向极限。” “如果一个生态系统一次又一次遭受极端干扰，最终就会到达一个无法承受的地步。”

OKEON 传感器阵列等声学监测网络为昂贵且劳动密集型的传统生态监测提供了替代方案。这种方法还可以为脆弱地区的当地保护工作提供有针对性的建议。

该研究追踪了三种鸟类的叫声：大嘴乌鸦、琉球角鸮和日本丛林莺。虽然乌鸦和角鸮抵御了极端天气事件，但丛林莺的叫声却减少了，这表明这种鸟在台风过后挣扎着。有了这些知识，冲绳的生态系统管理者就可以将保护工作重点放在受自然灾害影响最严重的物种上。

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