許曉青 蒲寶婧 余楚萌 安德軍

(1. 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院, 自然資源部國土空間智能規(guī)劃技術(shù)重點實驗室, 上海 200092；2. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院, 成都 611130；3. 黃龍國家級風(fēng)景名勝區(qū)管理局, 四川松潘 624000)

1 研究背景

建立自然保護(hù)地是保護(hù)生物多樣性最為有效的措施，建立以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系是我國推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重大舉措。自然保護(hù)地類型按生態(tài)價值和保護(hù)強(qiáng)度高低依次分為國家公園、自然保護(hù)區(qū)和自然公園[1]。隨著國家公園體制頂層設(shè)計的逐步完善，一些保護(hù)基礎(chǔ)較好的保護(hù)地，已經(jīng)有條件追求更加精細(xì)化的生物多樣性保護(hù)管理。

聲學(xué)監(jiān)測是一種通過記錄自然環(huán)境中物種聲音類型和聲音變化研究生物多樣性的新型方法。聲學(xué)監(jiān)測在自然保護(hù)地生物多樣性監(jiān)測中的應(yīng)用逐漸廣泛，其中包含了研究野生動物的行為、棲息地利用、物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)功能等。例如，在鳥類監(jiān)測中，可以使用聲學(xué)監(jiān)測鑒定不同鳥種的叫聲，并估算其數(shù)量和分布情況。在蝙蝠監(jiān)測中，聲學(xué)監(jiān)測可以幫助鑒定不同種類的蝙蝠，并評估其數(shù)量和活動模式。此外，聲學(xué)監(jiān)測還可以用于研究底棲生物，如魚類和兩棲動物，以及大型哺乳動物，如熊、狼和豹等。在自然保護(hù)地的生物多樣性監(jiān)測中，聲學(xué)監(jiān)測尤其對于那些難以通過視覺直接觀測到的物種監(jiān)測具有特別重要的作用。

2 自然保護(hù)地中聲學(xué)監(jiān)測的優(yōu)劣勢

自然保護(hù)地面積大、自然度高的特點會增加調(diào)研工作的實施難度，從而嚴(yán)重制約生物多樣性保護(hù)工作，更大地理范圍和物種規(guī)模的有效監(jiān)測是現(xiàn)有自然保護(hù)地迫切需要實現(xiàn)的監(jiān)測目標(biāo)。

而聲學(xué)監(jiān)測作為現(xiàn)今較為新興的監(jiān)測手段，其優(yōu)勢在于：

1）被動式的采集實現(xiàn)。除設(shè)備安裝外，聲學(xué)監(jiān)測無須人員駐守現(xiàn)場，可以依靠自動錄音系統(tǒng)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程回傳技術(shù)完成被動式的數(shù)據(jù)采集，以一種非侵入的方式，避免了由人類噪聲污染影響野生動物分布造成的監(jiān)測誤差。利用該優(yōu)勢輔助傳統(tǒng)樣點樣線法監(jiān)測，減少了監(jiān)測所需的勞動力和監(jiān)測人員花費在調(diào)查上的時間[2]，還可由設(shè)備代替人工去到較偏遠(yuǎn)或較難到達(dá)的監(jiān)測點位，解決監(jiān)測頻率因環(huán)境受限而導(dǎo)致各區(qū)域數(shù)據(jù)量空間時間覆蓋不均勻的問題。前期傳統(tǒng)實地調(diào)研梳理物種清單加后期聲學(xué)數(shù)據(jù)無侵入性連續(xù)觀測的模式使監(jiān)測更加低成本、高效率、可持續(xù)。

2）連續(xù)、完整和相對低成本的數(shù)據(jù)獲得。生物多樣性強(qiáng)烈的時空尺度依賴性和多層次性決定了生物多樣性現(xiàn)狀與變量的分析需要在不同生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行多空間尺度、全面和連續(xù)的監(jiān)測[3]。而聲學(xué)監(jiān)測允許長時間的動態(tài)監(jiān)測，它能反映一個區(qū)域歷時性的生態(tài)進(jìn)程與變化，拓寬了監(jiān)測時間，確保了數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性[4]；且音頻信號擁有比視覺信號更低的存儲和計算成本[5]，為物種分布和群落動態(tài)變化更詳細(xì)、更長期的信息獲取提供了有力保障。

3）更大物種規(guī)模監(jiān)測的可能性。與視覺方法相比，聲音傳播范圍大，受植被和障礙物的影響較小，且不受早晚光照條件限制，可用于被環(huán)境掩蔽或難以捕捉的鳴聲物種監(jiān)測。已有研究利用聲學(xué)監(jiān)測采集到一些隱蔽物種[6]和瀕危物種[7]。當(dāng)紅外相機(jī)無法有效探測和記錄小型獸類(例如勞亞食蟲目、嚙齒目鼠科物種)與非地棲鳥類(例如隼形目、雀形目物種)[8]時，可以考慮采用聲學(xué)監(jiān)測進(jìn)行輔助。

但聲學(xué)監(jiān)測也有其缺點：

1）監(jiān)測的技術(shù)路徑?jīng)Q定了聲學(xué)監(jiān)測的研究對象，它僅適用于監(jiān)測會發(fā)生聲學(xué)活動的物種；

2）當(dāng)出現(xiàn)容易混淆的聲音，如遇到鳥類“效鳴”行為，物種判別缺少輔證，可能造成假值；

3）面對惡劣天氣或嘈雜環(huán)境時，從環(huán)境聲中剝離出生物信息特別是物種信息難度較大。

3 自然保護(hù)地中聲學(xué)監(jiān)測的應(yīng)用

3.1 聲學(xué)監(jiān)測輔助物種鑒別和群落關(guān)系理解

由于不同動物的聲音在頻率、持續(xù)時間、音節(jié)等具有差異，聲學(xué)采樣對于監(jiān)測發(fā)聲獨特、鳴聲響亮的物種尤其有效[9]。聲學(xué)監(jiān)測利用聲紋特征、能量、信號、頻率、遠(yuǎn)近場等識別物種，對鳴聲類別和數(shù)量的統(tǒng)計可以幫助促進(jìn)個體、種群及種群層面的物種名錄清單建立，監(jiān)測類群數(shù)量評估和動態(tài)觀測等工作。同時，動物利用聲音進(jìn)行交流、回聲定位、性展示和領(lǐng)土防衛(wèi)等行為[10]，生物聲學(xué)監(jiān)測可以通過記錄這些聲音推斷動物的生理狀態(tài)、動物所在棲息地質(zhì)量。

促進(jìn)建立物種名錄清單，有助于解決自然保護(hù)地面對的生物物種資源家底不清問題。首先，物種鳴聲識別工作幫助理解群落結(jié)構(gòu)和分布模式[11]，實現(xiàn)本質(zhì)即為將采樣到的聲信號與物種已知聲紋學(xué)習(xí)庫進(jìn)行比較，報告與正確分類概率最接近的匹配結(jié)果；其次，聲學(xué)監(jiān)測可通過長期積累的鳴聲比對幫助判斷是否存在新物種[12-13]或是否有物種滅絕[14]等狀況。二者都需要擁有目標(biāo)物種的全面聲紋庫，這對野生動物聲音資源的積累提出了較高要求。當(dāng)前我國聲學(xué)監(jiān)測針對的常見類群包括哺乳類（鯨豚類、靈長類、蝙蝠類為多）、鳥類、無尾兩棲類、魚類和部分昆蟲等[15]。從全球范圍內(nèi)發(fā)布的研究論文看，按照聲學(xué)監(jiān)測的應(yīng)用廣泛程度，依次是蝙蝠、鳥類、無尾目動物、非飛行哺乳動物和無脊椎動物[4]。對于監(jiān)測應(yīng)用程度高，聲音數(shù)據(jù)儲備量大的物種，研究團(tuán)隊間數(shù)據(jù)的調(diào)用是目標(biāo)實現(xiàn)的最大難題，未來建立收錄標(biāo)準(zhǔn)化、資源共享的聲學(xué)數(shù)據(jù)庫是保護(hù)工作進(jìn)一步發(fā)展的必要行進(jìn)路線。而對于應(yīng)用程度低、聲學(xué)數(shù)據(jù)缺乏的物種，其識別準(zhǔn)確性仍然有待商榷，全聲景的采樣和長期數(shù)據(jù)留存可為未來研究人員再探究打下基礎(chǔ)。

現(xiàn)有監(jiān)測類群數(shù)量評估方法分為兩類：一是聲紋識別過程提供物種檢測到的時間、空間、發(fā)聲個數(shù)記錄等，可用于進(jìn)一步的生物量量化計算；二是根據(jù)環(huán)境中整體聲音的復(fù)雜度、多樣性等計算聲學(xué)指數(shù)近似判斷類比物種種類、數(shù)量以進(jìn)行快速生物多樣性評估的度量。聲音景觀的自動記錄和分析可以在更大時空尺度上進(jìn)行，通過數(shù)據(jù)的不同時空尺度對比以完成其動態(tài)觀測任務(wù)。然而，使用聲學(xué)數(shù)據(jù)推斷動物密度和豐度，進(jìn)而推斷種群規(guī)模的方法涉及特定的挑戰(zhàn)。因為統(tǒng)計方法必須理想地控制各目標(biāo)物種的聲學(xué)可探測性差異（較安靜的物種具有較小的檢測距離）和當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素（例如環(huán)境聲級、土地覆蓋）的影響[16]，并考慮到順序檢測到的叫聲的非獨立性，其可能來自同一個體[17]。如果在足夠的時間尺度上進(jìn)行調(diào)查，聲學(xué)數(shù)據(jù)能夠在多年內(nèi)估算種群趨勢和物種分布[18]。

了解各類動物不同行為時發(fā)出的聲音類型首先有助于完善全面的聲紋數(shù)據(jù)庫，以支持物種識別工作。種內(nèi)和種間的社會和生態(tài)相互作用可以通過聲音信號來調(diào)節(jié)，由此影響物種個體的適應(yīng)度[19]。因此，聲學(xué)監(jiān)測依賴于檢測動物聲音，這些聲音不僅揭示了物種身份，還揭示了社會、行為和生態(tài)方面的社群特征[20]。理解動物習(xí)性以判斷動物生理狀態(tài)，為提供滿足動物需求的更好生態(tài)環(huán)境制定保護(hù)策略。例如，有學(xué)者通過研究長江江豚的聲行為確定了生命脆弱期[21]，這對船舶噪聲等人為干擾改善提供了優(yōu)化方向。最后，由于聲學(xué)數(shù)據(jù)的連續(xù)性，它能反映一個區(qū)域歷時性的生態(tài)進(jìn)程和變化，也能表達(dá)因人為利用引起的氣候、植被、土壤等環(huán)境因子造成的異質(zhì)性差異[22-23]，挖掘動物變異行為也有助于理解外部環(huán)境變化，預(yù)測棲息地質(zhì)量。例如，Llusia等[24]研究了無尾兩棲動物呼叫行為對不同的熱環(huán)境作出的反應(yīng)，為評估氣候變化提供了新思路。Medeiros等[25]利用引入入侵物種聲源觀察本底物種發(fā)聲行為的變化，證實了生物聲學(xué)可為物種入侵提供有效證據(jù)。Burivalova等[22]通過錄制和分析黎明時分聲音時間序列，對比動物鳴聲變化，監(jiān)測了人為選擇性采伐對生物多樣性的影響。未來聲紋的方法在整個生態(tài)系統(tǒng)中有望得到更好的推廣，成為全球監(jiān)測工作的骨干技術(shù)[26]。

3.2 聲學(xué)監(jiān)測能在時空維度揭示生物多樣性及人為利用的變化

從統(tǒng)計學(xué)的角度出發(fā)，量化聲學(xué)與生物多樣性評價之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)聲學(xué)指數(shù)與多樣性指標(biāo)之間存在中等程度的正相關(guān)關(guān)系。一些指數(shù)例如聲學(xué)熵指數(shù)（H）、歸一化差異聲景指數(shù)（NDSI）和聲學(xué)復(fù)雜性指數(shù)（ACI）在檢索生物信息方面表現(xiàn)較好，聲音豐度（已識別或未識別物種發(fā)出的聲音數(shù)量）是當(dāng)?shù)厝郝涠鄻有缘淖罴压烙嬛礫27]。除反映生物多樣性外，NDSI也被證明可以用于生成道路噪聲的擴(kuò)散模型，即作為人為干擾的聲學(xué)測度[28]。研究表明，自然保護(hù)地的野生動物管理和保護(hù)工作應(yīng)該考慮人為噪聲對野生動物的影響[29]。其中，識別監(jiān)測聲音景觀中的時間變化，可以用于評估人類不同利用方式下的自然環(huán)境之間的差異，以及物種如何受到人為干擾的影響[30]。其次，聲學(xué)監(jiān)測和聲景分析被證明是評估開發(fā)活動對自然環(huán)境影響的有用工具，如可用被動聲學(xué)監(jiān)測來研究油氣勘探和開采的整個過程對生物多樣性的影響[31]。同時，被動聲學(xué)監(jiān)測和聲學(xué)指數(shù)可用于檢測跨時空的生物多樣性趨勢，并實現(xiàn)對受保護(hù)地常見威脅即人類活動干擾趨勢的監(jiān)測[32]。隨著新技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)被大量運用，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算聲紋，將能夠更好地反映這種時空變化，從而為保護(hù)區(qū)的科學(xué)保護(hù)提供依據(jù)。從這些聲學(xué)指紋中，我們可以跨多個尺度預(yù)測棲息地質(zhì)量和生物多樣性。此外，有研究顯示，聲學(xué)監(jiān)測可以幫助研究者了解生物群落中物種之間的信息網(wǎng)絡(luò)以及它們的時間和空間分布模式[19]。

4 自然保護(hù)地中聲學(xué)監(jiān)測實施要點

4.1 監(jiān)測目標(biāo)

數(shù)據(jù)收集前首先應(yīng)明確監(jiān)測目標(biāo)。當(dāng)監(jiān)測目標(biāo)為調(diào)查瀕危物種的存在與否時，要重點考慮監(jiān)測設(shè)備定位聲源的能力、能監(jiān)測到聲音的范圍以及設(shè)施布設(shè)密度，最終收集的物種監(jiān)測記錄可用于與環(huán)境協(xié)變量相關(guān)的物種占用和分布建模。當(dāng)監(jiān)測目標(biāo)為計算特有物種多度、豐富度時，要考慮環(huán)境中目標(biāo)物種相對于其他競爭聲源的聲學(xué)可檢測性以及易識別性，確保在復(fù)雜聲學(xué)環(huán)境中能對目標(biāo)鳴聲進(jìn)行檢測、標(biāo)記和分類；并且由于單個鳴聲信號并不一定由單個動物發(fā)聲，在物種數(shù)量的估算中通常存在誤差，因此計算結(jié)果的常見應(yīng)用是判斷規(guī)定范圍內(nèi)的生物量狀況是顯著增加還是減少[16]。關(guān)于生物量動態(tài)趨勢的評估，還可發(fā)展長期監(jiān)測目標(biāo)以了解物種活動晝夜或季節(jié)節(jié)律、棲息地偏好等。同時可針對氣候變化[33-34]、物種入侵[25]、人為活動干擾[22,35]以及管理部門保護(hù)工作干預(yù)成效等因素對保護(hù)地所面臨問題進(jìn)行具體分析，監(jiān)測方案的制定需對自變量因素進(jìn)行梯度設(shè)計，以確保數(shù)據(jù)收集適合回答研究問題。

4.2 監(jiān)測方案要點

4.2.1 設(shè)備選擇

主動式錄音要求研究人員手持便攜式錄音機(jī)進(jìn)行記錄，設(shè)備移動和時間采樣方案具有了更高的靈活性。此外，基于智能手機(jī)應(yīng)用程序可將帶有麥克風(fēng)的GPS設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的聲級計，有利于充分發(fā)揮公民科學(xué)家團(tuán)隊潛力，以低成本、低技術(shù)門檻、高效率、高教育意義的共同參與完成大量數(shù)據(jù)的收集[36]。但同時由于人類活動的介入，主動式收集可能會影響到研究場地內(nèi)生物的活動而使結(jié)果產(chǎn)生誤差，不能準(zhǔn)確反映真實的生物多樣性狀況。而被動式錄音則依靠自動錄音系統(tǒng)，自動化性能的提高不僅節(jié)約了人力成本，也實現(xiàn)了一種無人為干擾的監(jiān)測方式，更推動了國家公園的長期聲學(xué)監(jiān)測[37]。隨著監(jiān)測設(shè)備電池壽命的增長，也進(jìn)一步確保了監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得的持續(xù)性和完整性[4]。目前常用的監(jiān)測陸生動物的自動錄音設(shè)備有 Song Meter (Wildlife Acoustics, Massachusetts,USA)和BATLOGGER (Elekon AG, Luzern,Switzerland)。近年來也出現(xiàn)了一些外形更小巧、價格更低廉的迷你自動錄音設(shè)備，如Audio Moth(Open Acoustic Devices, Southampton, UK)、Solo(Focusrite, High Wycombe, UK)、Song Meter Min(Wildlife Acoustics, Massachusetts, USA)等[38]。近來國內(nèi)也出現(xiàn)了諸如L-bird等專業(yè)被動式監(jiān)測設(shè)備。但專業(yè)的自動化錄音設(shè)備也存在一定缺陷，比如設(shè)備之間存在的差異導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果所呈現(xiàn)的不一致性，較高成本的儀器會限制部署傳感器的數(shù)量以及公眾參與數(shù)據(jù)收集的可能性。

4.2.2 時空采樣方案

聲學(xué)生態(tài)位假說認(rèn)為物種間的競爭會使其信號占據(jù)不同時間或頻率范圍以實現(xiàn)聲學(xué)空間的高效利用[39]，因此時間維度上，物種間具有各自的獨特的發(fā)聲時間偏好以及各類生態(tài)系統(tǒng)均存在著日、季節(jié)、年等不同時間尺度的周期性規(guī)律。

時間采樣優(yōu)先考慮關(guān)注物種的活動節(jié)律偏好，再針對不同監(jiān)測目標(biāo)對信號時長進(jìn)一步確立監(jiān)測方案。全天候的音頻樣本可以完整地記錄采樣點的所有聲音信息，可針對特定時間段的短期監(jiān)測目標(biāo)。但隨著監(jiān)測天數(shù)的增加，產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)會使得數(shù)據(jù)存儲和分析面臨巨大挑戰(zhàn)，長期監(jiān)測目標(biāo)的實現(xiàn)通常會對被動式錄音設(shè)備設(shè)置錄音時間表以減少數(shù)據(jù)量[4]，市面上的現(xiàn)有設(shè)備可以完成從簡單（如每小時錄音5 min）到復(fù)雜（如對日出日落的時間段劃分）的每日采樣程序設(shè)置。同時，在以計算生物量變化趨勢、物種活動節(jié)律的長期監(jiān)測中還需考慮對不同季節(jié)、年份的重復(fù)采樣。

空間采樣制度針對研究問題有所不同：大尺度區(qū)域內(nèi)的動物物種分布、活動模式調(diào)查時，在具有代表性的各類棲息地類型中隨機(jī)抽樣放置設(shè)備的分層隨機(jī)抽樣最為適合[40]；調(diào)查棲息地梯度上的物種存在或豐富度趨勢時，則針對感興趣區(qū)域選擇適當(dāng)位置，盡量將樣點選擇在背景聲掩蔽對于目標(biāo)物種聲干擾較小的環(huán)境。設(shè)備的空間放置，還需要考慮不同棲息地環(huán)境中特定聲音的探測距離以及設(shè)備能覆蓋的采樣面積[41]。

4.2.3 數(shù)據(jù)存儲與傳輸考慮

存儲的音頻數(shù)據(jù)應(yīng)盡量為未壓縮或無損壓縮的存儲格式，如wav、flac等。MP3等格式的錄音雖然會使得存儲大小顯著減小，但也會使得音頻質(zhì)量大幅下降，從而影響后續(xù)的聲學(xué)分析。面對長期監(jiān)測目標(biāo)所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，聲景數(shù)據(jù)庫建立成為必然需求。為了便于研究間的相互比較和數(shù)據(jù)應(yīng)用，聲學(xué)監(jiān)測將越來越趨向于數(shù)據(jù)收集和存儲的標(biāo)準(zhǔn)化[42]，ARBIMON[43]、Pumilio[44]存儲庫可為其提供一些現(xiàn)有建成框架。由于帶寬和存儲能力呈指數(shù)級增長，預(yù)計聲景存儲庫將在未來10年迅速擴(kuò)散，為管理和分析被動式錄音數(shù)據(jù)的集體努力提供新的機(jī)會[4]。

4.3 數(shù)據(jù)處理和分析

數(shù)據(jù)分析的重點是通過對聲信號進(jìn)行處理從而提取相關(guān)生物信息。當(dāng)前研究方法主要分為兩類：一是使用手動或自動識別的物種鳴聲檢測和分類；二是通過總結(jié)振幅和頻率特征的聲學(xué)指數(shù)計算。

物種鳴聲檢測和分類需要通過手動、自動或二者結(jié)合的方式對其進(jìn)行標(biāo)注分類[4]，以從中提取監(jiān)測目的相關(guān)物種鳴聲。手動式的標(biāo)記分類會使工作量劇增，但對于公開數(shù)據(jù)甚少或難以進(jìn)行自動檢測和分類的物種來說，是十分必要的。手動標(biāo)簽的缺點是需要專家知識、效率低且難以分析大尺度數(shù)據(jù)，因此，自動化的標(biāo)記應(yīng)運而生。自動化的標(biāo)記隨著近年來分析工具準(zhǔn)確性和效率的迅速提高，顯著推動了物種鑒別的相應(yīng)工作。但準(zhǔn)確的自動化標(biāo)簽技術(shù)需要在前期進(jìn)行大量的針對性數(shù)據(jù)集輸入，未來公民科學(xué)家的參與、完備聲音數(shù)據(jù)庫的建立可能成為物種多樣性判別研究取得重大成功的突破口（圖1）。

圖1 物種識別流程Fig. 1 Process of species identification

聲學(xué)指數(shù)是利用生物聲音測度生物多樣性（圖2），認(rèn)為環(huán)境中的生物多樣性越強(qiáng)，產(chǎn)生的聲信號就越復(fù)雜多樣，聲學(xué)指數(shù)分為α和β兩種，常見的聲學(xué)指數(shù)見附表1。利用聲學(xué)指數(shù)的生物多樣性評估通常認(rèn)為：α指數(shù)用于評估單個單元的聲學(xué)多樣性，分析一個種群、一個群落或一個特定時間的景觀內(nèi)的情況；β指數(shù)用于比較兩個單元的聲學(xué)多樣性，比較來自兩個不同地點的兩個群落或同一群落在一年中兩個不同時期的區(qū)別，避免了識別每個發(fā)聲物種的耗時過程，使得原先依靠圖像進(jìn)行動態(tài)變化觀測的周期大大縮短。tune R[45]、soundecology[26]、seewave[46]等基于R語言的程序包可以實現(xiàn)指數(shù)的計算。但由于聲學(xué)指數(shù)的分析忽略了時域信號和頻域信號的空間占用問題，而不考慮物種身份的識別[4]，計算結(jié)果可能會受到環(huán)境中地理聲、人類聲因素的影響。目前全球已經(jīng)形成了60多個聲學(xué)指數(shù)用以評估物種多樣性及環(huán)境影響[47]，但對于聲學(xué)指數(shù)的可擴(kuò)展性和廣泛適用性還存在一些爭議[16]。

附表1 常用聲景指數(shù)Schedule 1 Commonly used soundscape index

圖2 聲學(xué)指數(shù)計算流程Fig. 2 Process of acoustic index calculation

5 總結(jié)與建議

總體而言，聲學(xué)監(jiān)測作為一種重要的監(jiān)測手段，可以為自然保護(hù)地的生物多樣性監(jiān)測提供有力的支持。在未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，聲學(xué)監(jiān)測將進(jìn)一步提高其準(zhǔn)確性和效率，為生物多樣性保護(hù)和管理提供更加可靠的數(shù)據(jù)和信息。聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用具有兩方面的意義：一方面聲學(xué)被動監(jiān)測技術(shù)有助于解決目前遇到的長時間、大面積、全物種動態(tài)監(jiān)測難題；另一方面，對于生物多樣性的認(rèn)知需要突破以視覺為主導(dǎo)的信息來源，依賴更多維度的信息，整合生態(tài)學(xué)、信息科學(xué)、人工智能手段，探究生物多樣性時空分布格局，在時間、物種、區(qū)域、經(jīng)濟(jì)成本等尺度上滿足生物多樣性調(diào)查的需求。

綜上所述，國家公園中實施聲學(xué)監(jiān)測有如下優(yōu)勢：能夠?qū)σ吧鷦游镉绕涫且归g活動或難以目測觀察的動物進(jìn)行非侵入性研究，例如蝙蝠、昆蟲、海洋哺乳動物；聲學(xué)數(shù)據(jù)使物種的存在和日益增長的種群密度得以估計，并與環(huán)境因素相關(guān)聯(lián)；聲學(xué)監(jiān)測還可以監(jiān)測非法活動（例如伐木、爆破捕魚）；聲學(xué)數(shù)據(jù)越來越有助于利用個體叫聲識別或總體聲學(xué)指數(shù)（例如聲學(xué)熵、聲學(xué)多樣性）推斷群落生態(tài)信息，如物種豐富度和多樣性指數(shù)等；聲學(xué)數(shù)據(jù)越來越能夠推斷野生動物的活動和行為模式；傳感器可以遠(yuǎn)程部署并編程，以在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)收集數(shù)據(jù)，這可能使環(huán)境調(diào)查能夠在比傳統(tǒng)生態(tài)調(diào)查方法大得多的時間和空間尺度上進(jìn)行。

但聲學(xué)監(jiān)測也面臨著諸多挑戰(zhàn)：如聲學(xué)傳感器僅用于監(jiān)測發(fā)出可識別聲音的物種；專門設(shè)計的可編程聲傳感器通常很昂貴，麥克風(fēng)和電子設(shè)備容易受到天氣、動物和人的損害，自然保護(hù)地內(nèi)的長期監(jiān)測方案目前仍然較少；不同研究地區(qū)采集設(shè)備差異可能會引起的數(shù)據(jù)采集結(jié)果不一致，使得異地調(diào)用可能性降低；有限和非共享的參考鳴聲庫和分類工具意味著識別鳴聲物種多樣性的難度，聲學(xué)指數(shù)在監(jiān)測生物多樣性方面的有用性仍然沒有基于全球國家公園的聯(lián)合研究，指數(shù)的適用性、普適性依然存在問題。

基于此，建議在中國以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系研究與管理建設(shè)中，重視聲景資源的保護(hù)，重視對野生動物聲音資源的采集，建立國土保護(hù)地聲音資源庫。注重對聲音資源的科學(xué)普及工作。對鳥類、獸類等聲紋特征進(jìn)行解析，并通過多學(xué)科的方式進(jìn)行分析表達(dá)與知識科普。關(guān)注穿越保護(hù)區(qū)的重要基礎(chǔ)設(shè)施（道路交通、水利設(shè)施、航線、主要旅游設(shè)施等）所產(chǎn)生的噪聲影響，明確噪聲產(chǎn)生的源頭、分貝、影響范圍、影響程度、影響時長等要素。