巴布亞紐幾內亞崎嶇多樣的地貌位於澳大利亞北部，是全球生物多樣性熱點地區，包括極樂鳥、針鼴和袋貂等奇妙生物。這裡也是 800 多種人類語言的家園。由於基礎設施有限，巴布亞紐幾內亞 80% 以上的人口仍然過著自給自足的生活，但人口壓力和種植可可或木材等經濟作物的機會正在威脅著部落人民幾個世紀以來維持的平衡。
在島嶼北部海岸偏遠的阿德爾伯特山脈，大自然保護協會正在與當地社群合作，幫助他們制定土地管理分割槽規劃，包括村莊、自給農業、狩獵和保護區。 在這裡，每個家庭都在森林裡種植了自己的小花園，但當這種做法廣泛推廣時，似乎正在造成森林砍伐。
為了維護生物多樣性，大自然保護協會鼓勵社群在一個地點建造更大的村莊花園，留下更多未改變的森林。但這有效嗎？又該如何衡量呢？ 實際清點物種數量既耗時又昂貴。此外，許多型別的動物在人類出現時會改變其行為，這可能會使結果產生偏差。
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為了找到答案，大自然保護協會的生物學家 Eddie Game 正在使用一門名為聲景生態學的新興科學分支的技術。他設定了 20 個被動聲學和超聲波記錄儀，並在 24 小時內捕捉了整個森林生態系統部分割槽域的聲音。然後，他將記錄儀移到新的位置。聲音可以作為生物多樣性的代表：聲景越完整和複雜，生態系統就越健康和完整。退化的森林可能有大量的噪音，但頻率的多樣性較少。
以下是一個來自穆西亞穆納特地區的錄音示例
此音訊檔案於 2015 年 7 月 4 日在穆西亞穆納特社群保護區錄製，這是一個崎嶇的熱帶雨林，也是抽樣的三個保護區中最大的一個。研究人員並非旨在識別這些錄音中的單個物種，而是比較不同地點之間聲音的相對豐滿度。 鳴謝：音訊 © 大自然保護協會
聲景生態學（又名生態聲學）是一個新興領域，可能還不到十年。它測量自然聲音和人為聲音在時間和空間上的變化，包括水下環境。它還可以用於監測氣候變化、汙染或噪聲汙染對生物多樣性的影響。
大自然保護協會首席科學家 Eddie Game 解釋了聲學取樣如何幫助支援巴布亞紐幾內亞阿德爾伯特山脈的保護規劃。 鳴謝：影片 © 大自然保護協會和 Justine E. Hausheer
Bryan Pijanowski 是普渡大學景觀生態學教授，也是該領域的先驅，他正在使用聲音來監測哥斯大黎加兩棲動物和鳥類種群隨時間的變化。他還記錄了索諾蘭沙漠的聲音，以研究它如何從野火中恢復，並發現了夜行動物和晝行動物恢復的差異。
由於該領域非常年輕，研究人員才剛剛開始討論理論、方法和工具，包括資料採集和處理，以及如何與其他學科合作。 正在測試的一種理論是生態位假說，該假說認為物種已經進化出它們的聲音，以便在音訊生態系統中找到開放空間，這就是為什麼佔據瞭如此多的頻率。 甚至聲音飽和度可以作為生物多樣性代表這一基本前提也在接受檢驗。
Pijanowski 說，Game 專案的範圍——覆蓋約 50 平方公里的多次錄音——是前所未有的。 以前的聲學研究記錄的是單個物種，或者只是對聲景進行了幾次錄音，而且通常時間要短得多。
為了進行巴布亞紐幾內亞的研究，將記錄儀安裝到位需要艱苦的徒步旅行。 2015 年 7 月，Game 的團隊每天放置五個記錄儀，第二天返回以收集記錄儀並將其重新放置在新地點。 他們總共取樣了 34 個地點。
Game 指出，這項研究的規模之所以成為可能，要歸功於過去幾年被動音訊記錄儀的價格大幅下降——從 3,000 美元降至約 300 美元。 “這使我們能夠以前所未有的方式在景觀尺度上進行聲景研究，”他補充道。
資料處理方面的巨大進步也至關重要。 Game 正在與澳大利亞昆士蘭科技大學的計算機科學家合作。 研究人員將分貝、頻率、音調和其他聲音資料轉換為稱為聲學指標的數字。 然後，普林斯頓大學博士後 Zuzana Burivalova 說，他們將資料轉換為彩色圖表，即頻譜圖，該圖表顯示了一天中各種頻率的聲音飽和度，她曾與 Game 合作。 Game 說，以前，使用傳統的統計工具，將一分鐘的音訊轉換為數字資料需要 10 分鐘。 但昆士蘭團隊在四個小時內將 1 TB 的資料（約 800 小時的錄音）轉換為數字。
音訊檔案被轉換為聲音的數值度量，可用於建立視覺化工具，例如這張假彩色頻譜圖，它是 24 小時內各種頻率的聲音圖。 鳴謝：頻譜圖 © Michael Towsey & Anthony Truskinger，昆士蘭科技大學
“對我們來說，最大的發現是你可以真正感受到園藝的影響，”Game 說。 “這些不是巨大的開闊地。 它們是隱藏在森林中的小花園。 但它產生了巨大的影響。” 他說，黎明時分的合唱，這是一個聲音特別豐富的時期，“正因任何形式的人為使用而變得沉寂。”
積極的一面是，該團隊在保護區發現了豐富的生物多樣性，即使是在屬於單個氏族的較小區域也是如此。 另一方面，如果他們發現區域規模對生物多樣性有很大影響，“那可能表明這不能以社群為單位來完成，而需要在更大的範圍內完成，”Game 說。 Game 說，問責制也可能對非營利組織有利；過去，慈善家有時不願意向保護工作捐款，因為衡量影響非常困難。
Pijanowski 說，聲景生態學仍處於起步階段，但看起來將蓬勃發展，這基於他從年輕生態學家身上看到的 enthusiasm，他們“掌握技術並且不害怕大資料”。 該領域也吸引了音樂家等不同尋常的人。“他們像工程師一樣瞭解訊號處理，並且可以影響科學家思考、分析甚至感知環境的方式，”Pijanowski 說。 Game 還看到了其他領域的人們可以發揮的作用，例如計算機程式設計師、音響工程師和遊戲玩家。 “這些興趣與為保護事業做出重大貢獻完全相容，”他說。
Game 現在在婆羅洲工作，比較低影響伐木區和保護區。 Game 說，即使不進行皆伐，並且“你在到處砍伐一些木材，你可能也會從各地失去物種”。 本質上，“這是一個權衡損失以獲得最佳結果的問題。”