什么是声音地图？为什么科学家研究国家公园的土狼召唤

我们也知道明确的言语交流是至关重要的，但很容易被无关的声音降级，否则被称为“噪音”。噪音不仅仅是一种刺激：它还威胁着我们的健康。已经显示60分贝的平均城市声音水平会增加血压和心率并诱发压力，持续更高的振幅会导致累积的听力损失。如果对人类来说这是真的，那么动物甚至植物也可能如此。

保护研究非常重视视觉 - 想想激动人心的远景，或者用摄像机陷阱拍摄的稀有物种 - 但声音也是自然系统的关键因素。我学习数字声音和互动媒体，并共同指导亚利桑那州立大学的声学生态实验室。我们使用声音来提高环保意识和管理能力，并为深入考虑自然保护区，城市和工业设计中的声音提供关键工具。

声音是环境变化的标志

声音是环境退化的有力指标，也是发展更可持续生态系统的有效工具。在我们看到它们之前，我们经常会听到环境的变化，例如鸟叫的变化。联合国教育，科学及文化组织（教科文组织）最近制定了一项声音宪章，以提高人们对声音的认识，使其成为环境卫生和城市规划的重要指标。

我花了几十年的时间进行现场录音，我在黎明或黄昏前制作了一个装置，然后躺在地上听几个不间断的小时。这些项目告诉我，当太阳升起或落下时，空气密度如何变化，动物行为如何随之变化，以及所有这些事物如何错综复杂地联系在一起。

例如，声音比通过温暖的夏季空气进一步穿过更密集的材料，例如冷空气。其他因素，例如森林从春季到秋季的树叶密度变化，也会改变场地的混响特征。探索这些品质使我思考声音的感知测量如何告知我们对环境健康的理解，开启围绕环境声音的心理声学特性的新的探究角度。

为了让公众和科学界参与这项研究，声学生态实验室于2014年开始实施一项大规模，众包项目，向美国西南部国家公园和国家古迹附近的社区教授听力技巧和录音技术。在完成听力和现场录音研讨会后，社区成员每个月都会自愿在公园的固定位置进行录音，建立大量的声音捕捉，既听取乐趣，又有丰富的数据来源进行科学分析。

想象一下气候变化如何影响环境的声音特征。降低的植物密度将改变吸收表面（例如叶子）和反射表面（例如岩石和建筑物）之间的平衡。这将增加混响并使声音环境更加苛刻。我们可以通过在研究地点重复录音来捕捉它。

在声音长时间回响的环境中，例如大教堂，当回声干扰时，进行对话会变得很累。增加混响可能会在自然环境中产生类似的效果。本地物种可能很难听到交配呼叫。掠夺者可能难以检测猎物。即使一个地区仍然提供丰富的食物和住所，这些影响也可能刺激人口重新安置。简而言之，环境的声音特性对生存至关重要。

听力也可以促进管理。我们使用志愿者制作的录音来创作音乐作品，仅使用环境声音创作，这些声音是在制作录音的社区中进行的。这些活动是围绕气候变化影响问题动员人们的绝佳工具。

我还领导了一个名为EcoSonic的研究项目，该项目询问环境声音的心理声学特性是否与天气条件相关。如果他们这样做，我们想知道我们是否可以使用模型或常规录音来预测气候变化对环境声学特性的长期影响。

这项工作借鉴了心理声学 - 声音与大脑相遇的地方。心理声学应用于语音感知，听力损失和耳鸣，或耳鸣，以及工业设计的研究中。然而，到目前为止，它尚未广泛应用于环境音质。

我们使用心理声学分析来评估声音的定性测量，例如响度，粗糙度和亮度。通过测量特定位置的独特信号数量，我们可以为该位置创建声学多样性指数。然后我们使用机器学习 - 训练机器根据过去的数据进行预测 - 模拟当地天气数据和声学多样性指数之间的相关性。

我们的初步测试显示声学多样性与云量，风速和温度之间存在积极的，统计上显着的关系，这意味着随着这些变量的增加，声学多样性也会增加。我们还发现声学多样性与露点和能见度之间存在反比，统计上显着的关系：随着这些因素的增加，声学多样性降低。

声音质量对我们日常的世界体验和我们的幸福至关重要。声学生态学实验室的研究是从艺术中推动出来的，基于感知到的存在，聆听，感受空气密度，听到声音清晰度以及感知动物行为变化的经验。

没有艺术，我们就不会问这些感性问题。没有科学，我们就没有复杂的工具来进行这种分析并建立预测模型。如果没有邻近社区，我们就不会有数据，当地观察或变化模式的历史知识。

所有人都有能力在任何给定的空间中暂停，聆听和识别声音的多样性和质量。通过更积极的倾听，我们每个人都可以找到与我们所处环境的不同联系。

本文最初发表于Garth Paine的The Conversation。阅读原文。

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