东北虎豹国家公园森林声景的昼夜和季节变化

被动声学监测技术和声学指数通过对音频数据的时频域特征进行定量分析,可以反映声景的复杂度、多样性和健康程度等,已经成为评估生物多样性变化的重要手段。本研究从2020年6月至2021年6月在东北虎豹国家公园采集了52个点的声学数据,计算了春、夏、秋、冬4个季节和黎明、白天、黄昏、夜晚4个昼夜时间段的声音复杂度指数(acoustic complexity index,ACI)、声音多样性指数(acoustic diversity index,ADI)、声音均匀度指数(acoustic evenness index,AEI)、生物声学指数(bioacoustic index,BIO)、标准化声景差异指数(normalized difference soundscape index,NDSI)、声音熵指数(acoustic entropy index,H)和1–21k Hz共20个频段的功率谱密度(power spectral density,PSD)等声学指数,评价了声景构成和多样性的昼夜和季节性差异。结果表明,东北虎豹国家公园的声景随季节变化具有显著的昼夜节律差异,尤其是夜晚的声景和声学成分显著不同于其他时段;白天声景的复杂度和多样性以及生物声的强度更高,但夏季的夜晚比白天有更高的声音复杂度;春季的黎明时段由于强烈的鸟类和鸣而具有较高的声音多样性和生物声强度。此外,声景和声学成分具有显著的季节性差异,其中春、夏、秋等3个季节(主要是5–10月)具有高的声音复杂度、多样性和生物声强度,但每个声学指数峰值出现的时间具有高度的异质性。本研究为东北虎豹国家公园声景资源的恢复和保护提供了基础数据,未来需要进一步结合非声学变量深入探讨区域声景形成的驱动因素,揭示人类干扰和气候变化的影响。

鸟类迁徙对图们江下游湿地声景时间格局的影响

声景生态学是一个相对较新和快速发展的研究领域,被动声学监测技术和声学指数已经成为研究湿地鸟类和声景多样性的重要方法。本研究评价了鸟类迁徙对中国东北图们江流域下游湿地声景日、月和季节变化的影响。我们从2020年11月至2021年12月在图们江下游敬信湿地设置10个采样点,获得91,988条时长5min的有效音频,计算了声音复杂度指数(acoustic complexity index,ACI)、生物声学指数(bioacoustic index,BIO)、声音均匀度指数(acoustic evenness index,AEI)和标准化声景差异指数(normalized difference soundscape index,NDSI)以及1–11 k Hz频段的功率谱密度(power spectral density,PSD)。结果表明,声学指数对鸟类迁徙活动敏感,其中2个迁徙期声景(2–4月和10–11月)都以1–2k Hz雁类白天的叫声为主,NDSI显著降低,1–2k Hz的PSD显著升高,但雁类向北迁徙时几个声学指数变化更为敏感,有效地捕获了迁徙峰值,表明不同季节鸟类迁徙模式存在差异。非迁徙期声景由夏候鸟、蛙类和昆虫发声为主,4种声学指数和PSD随月份呈现不同的动态特征,反映了声景的多样性和复杂性,其中5–7月声景以2–11 k Hz的夏候鸟鸣唱(呈现显著高的黎明和鸣行为)和2–3 k Hz的蛙类鸣叫为主,8–9月声景以2–3 k Hz、4–5 k Hz和6–10 k Hz频段的夜间昆虫鸣叫为主,12月至次年1月仅记录到少量的鸟类发声活动。综上所述,图们江下游湿地声景呈现明显的日和月变化规律,多种声学指数联合使用可以有效地监测迁徙鸟类物候的变化,特别是追踪春季雁类向北迁徙的时间和规模。随着全球气候变暖,我们的结果强调声景监测与声学指数的应用可成为监测迁徙鸟类群落对气候变化响应的有效方法。