Ljudlandskapsekologi

Ett spektrogram av ljudlandskapet i Mount Rainier National Park i USA. Markerade områden visar murmeldjur, fåglar, insekter och flygplansljud.

Ljudlandskapsekologi är studiet av de akustiska relationerna mellan levande organismer, människor och andra, och deras miljö, oavsett om organismerna är marina eller terrestra. Först förekom i Handbook for Acoustic Ecology redigerad av Barry Truax , 1978, har termen ibland använts, ibland omväxlande, med termen akustisk ekologi . Ljudlandskapsekologer studerar också sambanden mellan de tre grundläggande ljudkällorna som utgör ljudlandskapet: de som genereras av organismer kallas biofonin ; de från icke- biologiska naturliga kategorier klassificeras som geofonin , och de som produceras av människor , antropofonien .

I allt högre grad domineras ljudlandskap av en underuppsättning av antropofoni (ibland kallad i äldre, mer arkaisk terminologi som "antropogent brus"), eller teknofoni, den överväldigande närvaron av elektromekaniskt brus. Denna underklass av bullerföroreningar eller störningar kan ha en negativ effekt på ett brett spektrum av organismer. Variationer i ljudlandskap till följd av naturfenomen och mänskliga ansträngningar kan ha omfattande ekologiska effekter eftersom många organismer har utvecklats för att reagera på akustiska signaler som i första hand utgår från ostörda livsmiljöer.

Ljudlandskapsekologer använder inspelningsenheter , ljudverktyg och delar av traditionella ekologiska och akustiska analyser för att studera ljudlandskapets struktur. Ljudlandskapsekologi har fördjupat nuvarande förståelse för ekologiska frågor och etablerat djupa viscerala kopplingar till ekologiska data. Bevarandet av naturliga ljudlandskap är nu ett erkänt bevarandemål .

Bakgrund

Som en akademisk disciplin delar ljudlandskapsekologi vissa egenskaper med andra undersökningsområden men är också skild från dem på betydande sätt. Till exempel akustisk ekologi också om studiet av flera ljudkällor. Akustisk ekologi, som härrör från R. Murray Schafers och Barry Truax grundande arbete, fokuserar dock främst på människans uppfattning om ljudlandskap. Ljudlandskapsekologi söker ett bredare perspektiv genom att överväga ljudlandskapseffekter på samhällen av levande organismer, människor och andra, och den potentiella interaktionen mellan ljud i miljön. Jämfört med ljudlandskapsekologi tenderar disciplinen bioakustik att ha ett snävare intresse för enskilda arters fysiologiska och beteendemässiga mekanismer för hörselkommunikation. Ljudlandskapsekologin lånar också mycket från vissa begrepp inom landskapsekologi , som fokuserar på ekologiska mönster och processer som uppstår över flera rumsliga skalor. Landskap kan direkt påverka ljudlandskapen eftersom vissa organismer använder fysiska egenskaper i sin livsmiljö för att ändra sin vokalisering. Till exempel utnyttjar babianer och andra djur specifika livsmiljöer för att generera ekon av de ljud de producerar.

Ljudets funktion och betydelse i miljön kanske inte fullt ut uppskattas om man inte antar ett organismperspektiv på ljuduppfattning, och på så sätt påverkas ljudlandskapsekologin också av sensorisk ekologi . Sensorisk ekologi fokuserar på att förstå organismers sensoriska system och den biologiska funktionen hos information som erhålls från dessa system. I många fall måste människor erkänna att sensoriska modaliteter och information som används av andra organismer kanske inte är uppenbara från en antropocentrisk synvinkel. Detta perspektiv har redan belyst många fall där organismer är starkt beroende av ljudsignaler som genereras i deras naturliga miljöer för att utföra viktiga biologiska funktioner. Till exempel är ett brett spektrum av kräftdjur kända för att svara på biofoni som genereras runt korallrev . Arter som måste bosätta sig på rev för att slutföra sin utvecklingscykel attraheras av revljud medan pelagiska och nattliga kräftdjur stöts bort av samma akustiska signal, förmodligen som en mekanism för att undvika predation (rovdjurstätheterna är höga i revhabitat). På liknande sätt kan ungfisk använda biofoni som en navigeringssignal för att lokalisera sina födelserev, och kan också uppmuntras att återbosätta skadade korallrev genom uppspelning av friskt revljud. Andra arters rörelsemönster påverkas av geofoni, som i fallet med vassgrodan som är känd för att skingras bort från ljudet av eld. Dessutom använder en mängd olika fågel- och däggdjursarter hörselsignaler, såsom rörelseljud, för att lokalisera byten. Störningar som skapas av perioder av miljöbuller kan också utnyttjas av vissa djur när de söker föda. Till exempel, insekter som jagar spindlar koncentrerar födosöksaktiviteter under episoder av miljöbuller för att undvika att deras byte upptäcks. Dessa exempel visar att många organismer är mycket kapabla att extrahera information från ljudlandskap.

Terminologi

Naturliga ljudlandskap inkluderar naturliga men icke-biologiska "geofoniska" ljud (som havets vatten) och de "biofoniska" ljuden från djur (som fågelrop ).

Enligt akademiker Bernie Krause fungerar ljudlandskapsekologi som en lins för andra områden, inklusive medicin, musik, dans, filosofi, miljöstudier, etc. ( ljudlandskapet) . Krause ser ljudbilden för en given region som summan av tre separata ljudkällor (som beskrivs av Gage och Krause) definierade enligt följande:

  • Geofoni , från det grekiska prefixet, geo , som betyder jordrelaterad, och phon , som betyder ljud, är en neologism som används för att beskriva en av tre möjliga ljudkomponenter i ett ljudlandskap . Det relaterar till de naturligt förekommande icke-biologiska ljud som kommer från olika typer av livsmiljöer, vare sig de är marina eller terrestra. Geofoni hänvisar vanligtvis till ljudet av naturkrafter, såsom vatten, vind och åska, som förekommer i vilda, relativt ostörda livsmiljöer. Men geofonin är inte begränsad till den snäva definitionen eftersom dessa ljudkällor kan upplevas nästan överallt där effekterna av vind och vatten kommer till uttryck.
  • Biofoni är en term som introducerades av Krause, som 1998 först började uttrycka ljudbilden i termer av dess akustiska källor. Biofonin hänvisar till de kollektiva akustiska signaturerna som genereras av alla ljudproducerande organismer i en given livsmiljö vid ett givet ögonblick. Det inkluderar vokaliseringar som används för specifik kommunikation i vissa fall. Biofoni består av det grekiska prefixet bio , som betyder liv , och suffixet phon , som betyder ljud , är en neologism som används för att beskriva det kollektiva ljud som vokaliserande djur skapar i varje given miljö. Den utforskar nya definitioner av djurterritorium som definieras av biofoni, och tar upp förändringar i densitet, mångfald och rikedom av djurpopulationer. Kartläggning av ljudlandskap kan hjälpa till att illustrera möjliga drivmekanismer och ge ett värdefullt verktyg för stadsförvaltning och planering. Det har dock visat sig svårt att kvantifiera biofoni över stadslandskap i närvaro av antroponi eller ljud som genereras av människor. Den metriska procentandelen biofoni (PB) kan användas för att kvantifiera biofoni samtidigt som man undviker brusbias. Den fullständiga frånvaron av biofoni eller geofoni i en given biom skulle uttryckas som dysfoni (från grekiska betyder oförmågan att producera en riktig kollektiv röst i detta fall). Nischhypotesen (även känd som den akustiska nischhypotesen ; ANH ), en tidig version av termen biofoni, beskriver den akustiska bandbreddsuppdelningsprocess som sker i fortfarande vilda biomer genom vilken icke-mänskliga organismer justerar sina vokaliseringar efter frekvens och tid- skiftar för att kompensera för vokalt territorium som ockuperas av andra vokala varelser. Således utvecklas varje art för att etablera och bibehålla sin egen akustiska bandbredd så att dess röst inte maskeras. Till exempel kan anmärkningsvärda exempel på tydlig uppdelning och artdiskriminering hittas i spektrogrammen som härrör från biofoniska inspelningar som gjorts i de flesta kompromisslösa tropiska och subtropiska regnskogar. Ytterligare studier med vissa insekter och amfibier tenderar att bekräfta hypotesen.
  • Antropofoni är en annan term som introducerades av Krause tillsammans med kollegan Stuart Gage. Det representerar mänskligt genererat ljud från antingen människor, dem själva eller de elektromekaniska teknikerna de använder. Termen antropofoni som består av det grekiska prefixet anthropo som betyder människa och suffixet phon som betyder ljud är en neologism som används för att beskriva allt ljud som produceras av människor, oavsett om det är sammanhängande, såsom musik, teater och språk, eller osammanhängande. och kaotiska såsom slumpmässiga signaler genererade primärt av elektromekaniska medel. Antropofoni är indelad i två underkategorier. Kontrollerat ljud, som musik, språk och teater, och kaotiskt eller osammanhängande ljud som ibland kallas brus.

Enligt Krause genererar olika kombinationer av dessa akustiska uttryck över rum och tid unika ljudlandskap. [ citat behövs ]

Ljudlandskapsekologer försöker undersöka ljudlandskapens struktur, förklara hur de genereras och studera hur organismer akustiskt hänger ihop. Ett antal hypoteser har föreslagits för att förklara strukturen hos ljudlandskap, särskilt delar av biofoni. Till exempel förutspår en ekologisk teori känd som den akustiska anpassningshypotesen att akustiska signaler från djur förändras i olika fysiska miljöer för att maximera deras utbredning genom livsmiljön. Dessutom kan akustiska signaler från organismer vara under selektivt tryck för att minimera deras frekvens (tonhöjd) överlappning med andra hörseldrag i miljön. Denna akustiska nischhypotes är analog med det klassiska ekologiska konceptet med nischuppdelning . Det föreslår att akustiska signaler i omgivningen bör visa frekvensuppdelning som ett resultat av att urval verkar för att maximera effektiviteten av intraspecifik kommunikation för olika arter. Observationer av frekvensdifferentiering bland insekter , fåglar och anuraner stödjer den akustiska nischhypotesen. Organismer kan också dela upp sina vokaliseringsfrekvenser för att undvika överlappning med genomträngande geofoniska ljud. Till exempel territoriell kommunikation hos vissa grodarter delvis i högfrekvent ultraljudsspektrum . Denna kommunikationsmetod representerar en evolutionär anpassning till grodornas strandliv där rinnande vatten producerar konstant lågfrekvent ljud. Invasiva arter som introducerar nya ljud i ljudlandskap kan störa akustisk nischuppdelning i inhemska samhällen, en process som kallas biofonisk invasion. Även om anpassning till akustiska nischer kan förklara frekvensstrukturen av ljudlandskap, kommer rumslig variation i ljud sannolikt att genereras av miljögradienter i höjd , latitud eller habitatstörning . Dessa gradienter kan förändra de relativa bidragen från biofoni, geofoni och antroponi till ljudbilden. Till exempel, jämfört med oförändrade livsmiljöer, kommer regioner med hög markanvändning i städerna sannolikt att ha ökade nivåer av antroponi och minskade fysiska och organiska ljudkällor. Ljudlandskap uppvisar vanligtvis tidsmässiga mönster, med dagliga och säsongsbetonade cykler som särskilt framträdande. Dessa mönster genereras ofta av gemenskaper av organismer som bidrar till biofonin. Till exempel, fåglar kör tungt i gryning och skymning medan anuraner ringer främst på natten; timingen för dessa vokaliseringshändelser kan ha utvecklats för att minimera tidsmässig överlappning med andra delar av ljudbilden.

Metoder

Akustisk information som beskriver miljön är den primära data som krävs i studier av ljudlandskapsekologi. Teknologiska framsteg har gett förbättrade metoder för insamling av sådan data. Automatiserade inspelningssystem gör att temporärt replikerade sampel av ljudlandskap kan samlas in relativt lätt. Data som samlas in från sådan utrustning kan extraheras för att generera en visuell representation av ljudlandskapet i form av ett spektrogram . Spektrogram ger information om ett antal ljudegenskaper som kan bli föremål för kvantitativ analys. Den vertikala axeln i ett spektrogram anger frekvensen av ett ljud medan den horisontella axeln visar tidsskalan över vilken ljud spelades in. Dessutom visar spektrogram ljudets amplitud , ett mått på ljudintensiteten . Ekologiska index som traditionellt används med data på artnivå, såsom mångfald och jämnhet , har anpassats för användning med akustiska mått. Dessa åtgärder ger en metod för att jämföra ljudlandskap över tid eller rum. Till exempel har automatiserade inspelningsenheter använts för att samla in akustisk data i olika landskap över årslånga tidsskalor, och mångfaldsmått användes för att utvärdera dagliga och säsongsbetonade fluktuationer i ljudlandskap över platser. Bortfallet av en livsmiljö kan ses genom att mäta före och efter "loggning" till exempel. Rumsliga ljudmönster kan också studeras med hjälp av verktyg som landskapsekologer känner till , såsom geografiska informationssystem ( GIS). Slutligen kan inspelade sampel av ljudlandskapet ge proxymått för biologisk mångfald i fall där andra provtagningsmetoder är opraktiska eller ineffektiva. Dessa tekniker kan vara särskilt viktiga för studiet av sällsynta eller svårfångade arter som är särskilt svåra att övervaka på andra sätt.

Insikter från ljudlandskapsekologi: antropofoni

Även om ljudlandskapsekologi först nyligen har definierats som en oberoende akademisk disciplin (den beskrevs första gången 2011 och formaliserades vid det första mötet i International Society of Ecoacoustics, som hölls i Paris 2014), har många tidigare ekologiska undersökningar inkorporerat element av ljudlandskapsekologi teori. Till exempel har en stor mängd arbete fokuserat på att dokumentera effekterna av antropofoni på vilda djur . Antropofoni (den okontrollerade versionen, används ofta synonymt med bullerföroreningar ) kan härröra från en mängd olika källor, inklusive transportnätverk eller industri, och kan representera en genomgripande störning av naturliga system även i till synes avlägsna regioner som nationalparker . En stor effekt av brus är maskeringen av organismens akustiska signaler som innehåller information. Mot en bullrig bakgrund kan organismer ha problem med att uppfatta ljud som är viktiga för intraspecifik kommunikation, födosök, igenkänning av rovdjur eller en mängd andra ekologiska funktioner. På detta sätt kan antropogent brus representera en ljudlandskapsinteraktion där ökad antropofoni stör biofoniska processer. De negativa effekterna av antropogent buller påverkar en mängd olika taxa inklusive fiskar, groddjur, fåglar och däggdjur. Förutom att störa ekologiskt viktiga ljud kan antropofoni också direkt påverka organismernas biologiska system. Bullerexponering, som kan uppfattas som ett hot, kan leda till fysiologiska förändringar. Till exempel kan buller öka nivåerna av stresshormoner , försämra kognitionen , minska immunförsvaret och inducera DNA-skador . Även om mycket av forskningen om antropogent buller har fokuserat på beteende- och befolkningsnivåsvar på bullerstörningar, kan dessa molekylära och cellulära system visa sig vara lovande områden för framtida arbete.

Antropofoni och fåglar

Antropofoni, ljud som genereras från mänskliga aktiviteter, spelar en viktig roll i samtida ljudlandskap.

Fåglar har använts som studieorganismer i mycket av forskningen om vilda djurs reaktioner på antropogent buller, och den resulterande litteraturen dokumenterar många effekter som är relevanta för andra taxa som påverkas av antropofoni . Fåglar kan vara särskilt känsliga för buller eftersom de är mycket beroende av akustiska signaler för intraspecifik kommunikation. Faktum är att ett brett utbud av studier visar att fåglar använder ändrade sånger i bullriga miljöer. Forskning på talgoxar i stadsmiljö visade att hanfåglar som lever i bullriga territorier tenderade att använda högre frekvensljud i sina sånger. Förmodligen tillåter dessa högre tonliga sånger att hanfåglar hörs ovanför antropogent brus, som tenderar att ha hög energi i det lägre frekvensområdet och därigenom döljer ljud i det spektrat. En uppföljningsstudie av flera populationer bekräftade att talgoxar i stadsområden sjunger med en ökad lägsta frekvens i förhållande till skogslevande fåglar. Dessutom tyder denna studie på att bullriga urbana livsmiljöer tar emot fåglar som använder kortare sånger men upprepar dem snabbare. I motsats till frekvensmoduleringar kan fåglar helt enkelt öka amplituden (ljudstyrkan) på sina sånger för att minska maskeringen i miljöer med förhöjt brus. Experimentellt arbete och fältobservationer visar att dessa sångförändringar kan vara resultatet av beteendemässig plasticitet snarare än evolutionära anpassningar till buller (dvs. fåglar ändrar aktivt sin sångrepertoar beroende på de akustiska förhållanden de upplever). Faktum är att fågelvokaljusteringar av antropogent brus är osannolikt att vara produkterna av evolutionära förändringar helt enkelt för att höga ljudnivåer är ett relativt nyligt urvalstryck. Men inte alla fågelarter anpassar sina sånger för att förbättra kommunikationen i bullriga miljöer, vilket kan begränsa deras förmåga att ockupera livsmiljöer som är utsatta för antropogent buller. Hos vissa arter etablerar individuella fåglar en relativt stel vokalrepertoar när de är unga, och dessa typer av utvecklingsbegränsningar kan begränsa deras förmåga att göra röstjusteringar senare i livet. Således kan arter som inte ändrar eller inte kan modifiera sina sånger vara särskilt känsliga för livsmiljöförstöring till följd av buller.

Effekter av antropofoni på auditiv kommunikation är väl studerade hos talgoxen.

Även bland fåglar som kan ändra sina sånger för att bli bättre hörda i miljöer översvämmade av antropofoni, kan dessa beteendeförändringar få viktiga konditionskonsekvenser . I talgoxen, till exempel, finns det en avvägning mellan signalstyrka och signaldetektering som beror på sångfrekvensen. Hanfåglar som inkluderar fler lågfrekventa ljud i sin sångrepertoar upplever bättre sexuell trohet från sina kompisar vilket resulterar i ökad reproduktiv framgång. Men lågfrekventa ljud tenderar att maskeras när antropogent brus förekommer, och högfrekventa sånger är mer effektiva för att framkalla kvinnliga svar under dessa förhållanden. Fåglar kan därför uppleva konkurrerande selektiva tryck i livsmiljöer med höga nivåer av antropogent buller: tryck för att anropa mer vid lägre frekvenser för att förbättra signalstyrkan och säkra goda kompisar jämfört med motståndstrycket att sjunga vid högre frekvenser för att säkerställa att anrop upptäcks mot en bakgrund av antroponi. Dessutom kan användning av vissa vokaliseringar, inklusive ljud med hög amplitud som minskar maskering i bullriga miljöer, medföra energikostnader som minskar konditionen. På grund av de reproduktiva kompromisser och andra påfrestningar som de lägger på vissa fåglar, kan bullriga livsmiljöer representera ekologiska fällor , livsmiljöer där individer har nedsatt kondition men koloniseras i takter som är större än eller lika med andra livsmiljöer.

Antropofoni kan i slutändan få inverkan på fågelfaunan på befolknings- eller samhällsnivå . En studie med fokus på samhällssammansättning fann att livsmiljöer utsatta för antropofoni var värd för färre fågelarter än regioner utan buller, men båda områdena hade liknande antal bon. Faktum är att bon i bullriga livsmiljöer hade högre överlevnad än de som lades i kontrollmiljöer, förmodligen på grund av att bullriga miljöer var värd för färre västerländsk nötskrika som är stora bopredatorer för andra fåglar. Således kan antropofoni ha negativa effekter på den lokala artmångfalden, men de arter som kan klara av bullerstörningar kan faktiskt dra nytta av att negativa artinteraktioner utesluts i dessa områden. Andra experiment tyder på att bullerföroreningar har potential att påverka fågelparningssystem genom att ändra styrkan på parbindningar . När de utsätts för omgivningsljud med hög amplitud i laboratoriemiljö visar zebrafinkar , en monogam art, en minskad preferens för sina parade partners. På liknande sätt är vasssparvar av hanar i tysta miljöer mer benägna att vara en del av ett parat par än hanar på bullriga platser. Sådana effekter kan i slutändan resultera i minskad reproduktion hos fåglar som utsätts för höga nivåer av miljöbuller.

Bevarande av ljudlandskap

Disciplinen bevarandebiologi har traditionellt handlat om bevarandet av biologisk mångfald och de livsmiljöer som organismer är beroende av. Ljudlandskapsekologin uppmuntrar dock biologer att betrakta naturliga ljudlandskap som resurser värda bevarandeinsatser. Ljudlandskap som kommer från relativt ohämmade livsmiljöer har värde för vilda djur, vilket framgår av de många negativa effekterna av antropogent buller på olika arter. Organismer som använder akustiska signaler som genereras av deras byte kan påverkas särskilt av människans förändrade ljudlandskap. I denna situation kommer de (oavsiktliga) sändarna av de akustiska signalerna inte att ha något incitament att kompensera för maskering som påtvingats av antropogent ljud. Dessutom kan naturliga ljudlandskap ha fördelar för människors välbefinnande och kan bidra till att skapa en distinkt känsla av plats, koppla människor till miljön och ge unika estetiska upplevelser. På grund av de olika värden som är inneboende i naturliga ljudlandskap kan de betraktas som ekosystemtjänster som tillhandahålls av intakta, fungerande ekosystem . Mål för bevarande av ljudlandskap kan inkludera ljudlandskap som är nödvändiga för att hotade vilda djur ska kunna bestå, ljudlandskap som i sig är allvarligt förändrade av antroponi och ljudlandskap som representerar unika platser eller kulturella värden. Vissa regeringar och förvaltningsorgan har börjat betrakta bevarandet av naturliga ljudlandskap som en miljöprioritet. I USA arbetar National Park Services Natural Sounds and Night Skies Division för att skydda naturliga och kulturella ljudlandskap.

Se även

Vidare läsning

  • Bryan C. Pijanowski, Luis J. Villanueva-Rivera, Sarah L. Dumyahn, Almo Farina, Bernie L. Krause, Brian M. Napoletano, Stuart H. Gage och Nadia Pieretti, Soundscape Ecology: The Science of Sound in the Landscape, BioScience, mars, 2011, vol. 61 nr. 3, 203-216
  • Hull J. "The Noises of Nature". Idélabb . New York Times Magazine, 18 februari 2008.
  •   Krause, Bernie (1998). In i en vild fristad . Berkeley, Kalifornien: Heyday Books. ISBN 9781890771119 .
  • Krause, Bernie (31 januari 2001). Förlust av naturligt ljudlandskap: globala konsekvenser av dess effekt på människor och andra varelser . World Affairs Council, San Francisco, Kalifornien.
  • Krause, Bernie (2002). Wild Soundscapes: Discovering the Voice of the Natural World . Berkeley, Kalifornien: Wilderness Press.
  • Krause B (januari–februari 2008). "Ljudlandskapets anatomi". Journal of the Audio Engineering Society . 56 (1/2).
  • Krause, Bernie (2012). The Great Animal Orchestra: Hitta musikens ursprung i världens vilda platser . New York, New York: Little Brown.
  • Krause, Bernie (2015). Voices of the Wild, Animal Songs, Human Din och uppmaningen att rädda naturliga ljudlandskap . New Haven, CT: Yale University Press.
  • Bernie Krause, Stuart H. Gage, Wooyeong Joo, Measuring and interpreting the temporal variability in the soundscape at four place in Sequoia National Park, Landscape Ecology, DOI 10.1007/s10980-011-9639-6, Aug. 2011.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Soundscape_ecology&oldid=1126435668 "