用音軌想像一下這一點——約書亞樹國家公園海龜岩附近的日落。 NPS / 漢娜·施瓦爾貝
我們的聽證會告訴我們一輛汽車從後面接近，看不見，或是一隻遠在森林裡的鳥。 一切都振動，聲音一直在我們周圍傳播。 聲音是一個關鍵的環境指標。
我們越來越多地了解到人類和動物並不是唯一使用聲音進行交流的生物。 那樣做 植物 和 森林。 植物以頻率選擇性方式檢測振動，利用這種“聽覺”感覺通過發出聲發射並傳播威脅來尋找水。
我們也知道明確的言語交流是至關重要的，但很容易被無關的聲音降級，否則稱為“噪聲“噪音不僅僅是刺激性：它也是 威脅我們的健康。 已顯示60分貝的平均城市聲音級別 增加血壓和心率，誘發壓力持續較高的振幅導致累積的聽力損失。 如果對人類來說這是真的，那麼動物甚至植物也可能如此。
保護研究非常重視視覺 - 想想激動人心的遠景，或者用攝像機陷阱拍攝的稀有物種 - 但聲音也是自然系統的關鍵因素。 我學習 數字聲音和互動媒體 和亞利桑那州立大學共同指導 聲學生態學實驗室。 我們使用聲音來提高環境意識和管理能力，並提供關鍵工具，以便更深入地考慮自然保護區，城市和工業設計中的聲音。
亞利桑那州立大學教授加思·潘恩 (Garth Paine) 解釋了聆聽作為體驗自然世界的一種方式的力量：
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聲音是環境變化的標誌
聲音是環境退化的有力指標，也是發展更可持續生態系統的有效工具。 我們經常 聽到環境的變化如轉移 鳥叫在我們看到它們之前。 聯合國教育，科學及文化組織（教科文組織）最近成立了一個 聲音包機 提高聲音意識，將其作為環境衛生和城市規劃的重要指標。
我花了幾十年的時間進行現場錄音，我在黎明或黃昏前製作了一個裝置，然後躺在地上聽幾個不間斷的小時。 這些項目告訴我，當太陽升起或落下時，空氣密度如何變化，動物行為如何隨之變化，以及所有這些事物如何錯綜複雜地聯繫在一起。
例如，聲音比通過溫暖的夏季空氣進一步穿過更密集的材料，例如冷空氣。 其他因素，例如森林從春季到秋季的樹葉密度變化，也會改變場地的混響特徵。 探索這些品質使我思考聲音的感知測量如何告知我們對環境健康的理解，開啟圍繞環境聲音的心理聲學特性的新的探究角度。
改變聲音環境會影響生存
為了讓公眾和科學界參與這項研究，聲學生態實驗室開始在2014開展大規模，眾包項目教學 聽力技巧 和 錄音技巧 到美國西南部國家公園和國家古蹟附近的社區。 在完成聽力和實地錄音研討會後，社區成員每個月都會自願在公園的固定位置進行錄製，並建立大量的收藏 聲音捕獲 這既是一種樂趣，也是一種豐富的數據來源 科學分析.
想像一下氣候變化如何影響環境的聲音特徵。 降低植物密度將改變其間的平衡 吸收表面，如葉子和反射表面，如岩石和建築物。 這將增加混響並使聲音環境更加苛刻。 我們可以通過在研究地點重複錄音來捕捉它。
在聲音設置 迴盪很長一段時間如 大教堂當迴聲干擾時，進行對話會變得很累。 增加混響可能會在自然環境中產生類似的效果。 本地物種可能很難聽到交配呼叫。 掠奪者可能難以檢測獵物。 即使一個地區仍然提供豐富的食物和住所，這些影響也可能刺激人口重新安置。 簡而言之，環境的聲音特性對生存至關重要。
聽力也可以促進管理。 我們使用志願者製作的錄音來創作音樂作品，僅使用環境聲音創作，這些聲音是在製作錄音的社區中進行的。 這些活動是圍繞氣候變化影響問題動員人們的絕佳工具。
繪製聲音和天氣特徵
我還領導了一個名為的研究項目 EcoSonic，詢問環境聲音的心理聲學特性是否與天氣條件相關。 如果他們這樣做，我們想知道我們是否可以使用模型或常規錄音來預測氣候變化對環境聲學特性的長期影響。
這項工作借鑒 心理聲學 - 聲音與大腦相遇的點。 心理聲學應用於語音感知研究， 聽力損失 和 耳鳴，或在耳中響，並在 工業設計。 然而，到目前為止，它尚未廣泛應用於環境音質。
我們使用心理聲學分析來評估聲音的定性測量，例如響度，粗糙度和亮度。 通過測量特定位置的獨特信號數量，我們可以為該位置創建聲學多樣性指數。 然後我們使用機器學習 - 訓練機器根據過去的數據進行預測 - 模擬當地天氣數據和聲學多樣性指數之間的相關性。
我們的初步測試顯示聲學多樣性與雲層覆蓋，風速和溫度之間存在積極的，統計上顯著的關係，這意味著隨著這些變量的增加，聲學多樣性也會增加。 我們還發現聲學多樣性與露點和能見度之間存在反比，統計上顯著的關係：隨著這些因素的增加，聲學多樣性降低。
EcoSonic 根據麥克道爾索諾蘭保護區的錄音預測環境的聲學特性將如何隨著天氣的變化而變化。 藍線是我們模型的預測，紅線是當天的實際數據。 Garth Paine
探索未來：藝術，科學和社區
聲音質量對我們日常的世界體驗和我們的幸福至關重要。 聲學生態學實驗室的研究來自於藝術，並基於感知到的存在，傾聽，感受空氣密度，聽到聲音清晰度和感知動物行為變化的經驗。
沒有藝術，我們就不會問這些感性問題。 沒有科學，我們就沒有復雜的工具來進行這種分析並建立預測模型。 如果沒有鄰近社區，我們就不會有數據，當地觀察或變化模式的歷史知識。
所有人都有能力在任何給定的空間中暫停，聆聽和識別聲音的多樣性和質量。 通過更積極的傾聽，我們每個人都可以找到與我們所處環境的不同聯繫。
關於作者
Garth Paine，數字聲音和互動媒體副教授， 亞利桑那州立大學
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