講題：聆聽生物多樣性：整合聲景生態學與生態資訊
演講者：林子皓 助理研究員 中央研究院生物多樣性中心
小編：吳倩誼、林芳伶、扶尚睿
大綱 & 新知
相較於衛星、雷達、相機等，聲景作為監測方法較不易因為被擋住而接收不到訊號。林子皓老師團隊的程式目前已可自動辨識不同聲音來源，進而並標以顏色，並在整理後可分別播放。短時間的監測可看出生物活躍的日週期，而長時間的監測資料則可分析不同季節活躍的物種消長，進而分析生物多樣性與環境間的關係。老師也讓現場的聽眾一起感受已知來源的聲音檔：槍蝦的聲音像彈指、石首魚的魚鰾調整時會發出鴨子叫聲、海豹的聲音像鬼片配樂、而白海豚的聲音有點像鳥叫聲。除了生物的聲音之外，人類活動也是音源的一部分，例如漁業活動和探勘石油等。雖然目前音源與物種對應資料較缺乏，科學家們也正向陸棲動物般完整的聲音物種配對資料庫努力。聲音的重要性還有傳遞訊息，老師分享北卡羅萊納州立大學海洋地球與氣候科學系的研究：牡蠣的幼體選擇棲地時會依據環境聲音組成，也就是，特定的聲音也許代表影響生存的棲地條件。
目前監測接收器設置地點以海洋為主，手掌大的儀器包含聲音接收、溫度等感測器。回收的音檔經過除去特定音源後，可更清楚辨識其中組成，例如魚的種類、環境特徵等。在宿霧的監測因為沿岸充滿人類的小船，去掉人類活動來源之後做主成分分析，可明顯將來自不同棲地的聲音分群。更令人振奮的是，這些數量龐大、來源豐富的資料及初學者友善的程式碼，目前都可在老師的網站中取得！
老師的演講讓我對棲地辨識有新的想法和視野，原來可以用音檔分析棲地環境，進而了解特定音源代表的棲地條件與對生物的影響力。從日常研究的基礎上更讓我思考：除了視覺、氣味的吸引之外，聽覺的刺激也許也可以加入害蟲綜合管理的開發目標中。很開心可以聆聽到似乎跨領域卻又息息相關的演講，在越鑽越深的研究生活中，注入思考的活泉和創造力！
延伸閱讀：
林子皓老師的網站https://meil.biodiv.tw/
牡蠣幼體選棲地研究：https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0079337
Q&A
Q1 因為介質的密度不同，我們可以從陸地和海洋收集到不同的聲音嗎？
A1 由於介質不同，聲音在陸地跟水中也不同，而且聲音在水中傳播更快，可傳播的距離更遠，就像你把頭貼在鐵軌上一樣，可以聽到更遠的聲音，所以我們在收集聲音時更需要考慮噪音，因為聲音在水中可以傳播的更快、更遠。
Q2有辦法可以完全去除人類造成的噪音嗎？
A2我們很難可以完全去除掉噪音，舉個例子，從原始音檔的數據中，可以看出生物活動的快速動態，但目前尚未有一個完美的方法，得以了解整個生態系的動態，我們嘗試將音源分離成兩個不同的項目，對於生物活動可以更有專一性，讓觀察動態的同時還可以調查生物之間的行為。
Q3如果我想收集森林裡的聲音，是否可以在樹旁邊放一個錄音機，記錄昆蟲的聲音呢？
A3如果想記錄昆蟲的聲音，例如木蝨之類的，你不可能只放置個普通的麥克風或錄音機來收音，你需要使用雷射震動去記錄信號，去年我在日本參加了一個會議，他們想使用這種雷射記錄植物的聲景，但這種昆蟲不會以聲音進行溝通，他們藉由植物作為媒介，假如這裡有一片葉子，你聽不到昆蟲發出的聲音，但可以藉由測量植物上的振動獲得信號。
Q4有沒有一個動物聲源的資料庫？
A4這是我們想要達成的，就算我們可以從音訊中看出動物活動的跡象，卻無法知道這是何種物種，因此我們嘗試使用交叉技術。在音訊中我們可以看到棕色和藍色的音訊，因為頻率不同，我們假設他們來自不同的物種，但是對於海洋生物的群落，沒有一個完整的資料庫可以對應頻率，因此我們試圖使用PGI技術或其他傳統的視覺輔助系統來建立資料庫，在海洋中這很困難，但在森林或陸地上的執行或操作容易許多，因為目前已經有這些資料，或藉由追蹤動物並測量其訊號，或許會有些困難，但仍然簡單許多，因此我鼓勵各位可以來建立這個資料庫並嘗試使用這些聲音去檢視你錄製到的音訊和動物自然行為的關係。
Q5會不會有些動物離感測器太近時，聲音會太大聲，影響到收集的音源？
A5使用錄音機記錄昆蟲的行為時，會發現昆蟲有時候會停在麥克風上，發出「嗯嗯嗯」的聲音，這會干擾到錄音的紀錄，但很難每天都會有昆蟲停留在麥克風上，就算有這種情況，也一定是個有趣的經驗。
Q6要如何分辨聲音是從近處和遠處傳來的？
A6通常低頻的聲音可以傳播的距離更長，當錄製低頻的聲音時，很難去區分近處或遠處，相對而言，錄製到高頻的聲音，會假設於聲音來自近處，最好解決這個問題的方法，就是建立一個微陣列，並且嘗試多個聲源。
Q7當記錄海洋中的聲源時，會記錄回聲嗎？
A7會，尤其是在深海的環境中，當海豚俯衝衝向麥克風或是衝向水面時，聲音的模式會有所不同，因此會先接收到直接的音源訊號，然後再記錄折射的聲源，並且利用折射的聲音間隔來推測此聲源的行為或距離。
Q8你能分辨出鯨魚的聲音嗎？
A8通常可以，因為聲音強度不同，通常第一個發出的直接的聲源的強度較高。
Q9任何海洋動物都能發出聲音嗎？還是都是選擇一些可以發出聲音的動物作為目標生物？
A9並不是所有的海洋動物都能發出聲音，實際上大多數的海洋動物不會發出聲音，有一項關於魚類的社交研究發現，在300多種魚類中，只有大約80種會發出聲音，因此仍然有許多人懷疑這項技術是否真的可以藉由聲景去感知整個生態學，但這類型的技術依然方便於生物多樣性評估。
Q10能辨識出聲音是哪種行為而非僅僅是哪種動物嗎？
A10以海豚為例，當牠們旅行或社交時，聲音並沒有甚麼不同，在組成上有較多的不同。
Q11那關於捕食行為，會不會有特殊的聲源紀錄？
A11對於海洋哺乳類動物已經有大量的研究，有些大型鯨魚會因為懼怕掠食者(虎鯨)，而停留在水面上，只有在潛水時才會發出聲音，試圖捕獲獵物。因此很難藉由聲音來觀測到這些動物，但現在很多人嘗試使用鯨魚回聲觀測，我們也嘗試使用這種技術來觀測哺乳動物的行為。
Q12是否會嘗試把感測器直接放在魚身上？
A12不會，因為我們的目的是去獲得整個生態系的聲景，但其他研究可能會使用這個方法，不過水聽器靈敏度很高，不是魚發出的聲音和其他噪音，也都會被錄製，因此需要考量這項因素。
Q13感測器是直接放在海床上嗎？
A13會將紀錄器放置於海床上，但有時候會和海床距離一兩公尺。
Q14你們會放置其他感測器嗎？
A14也有溫度感測器，有時候會放置鹽度感測器。
Q15有記錄火山的聲音和火山造成的振動和泡泡的音訊嗎？
A15我們沒有火山的錄音，因為對火山進行調查非常危險，但有氫硫化合物排放的紀錄和影片，可以聽到非常低頻的聲音，因為對大多數人而言，這些深海的聲音非常新奇，因此我們的研究發表後廣受歡迎。
Key words: soundscapes, marine ecosystem, biodiversity
花絮照片:
