北冰洋声景揭示了哺乳动物种群因气候变化而发生的变化

导读 虽然通过自然纪录片的镜头,我们可能熟悉海洋的声音,从鲸鱼令人难忘的叫声到一些鱼的吠叫声,但这种声学环境可以为科学家提供有关自然与人...

虽然通过自然纪录片的镜头,我们可能熟悉海洋的声音,从鲸鱼令人难忘的叫声到一些鱼的吠叫声,但这种声学环境可以为科学家提供有关自然与人类复杂相互作用的丰富知识。不仅如此,海洋音景还可以记录环境变化,暗示不断变化的水下世界及其对气候变化的反应。

发表在《海洋科学前沿》上的新研究重点关注挪威斯瓦尔巴群岛,这是一个重要的北极地区,近几十年来经历了气温上升和海冰减少的情况。这种“亚特兰化”的影响影响了海洋中微生物的初级生产,这些微生物将营养食物链过滤到海洋哺乳动物等高级生物。

通过使用专门的海洋麦克风来调查该地区对快速变暖的反应。2017年至2020年间,两个沿海地点(西部的Kongsfjorden和东部的M2,位于Kvitøya以南50公里)记录了群岛的声景,记录了海洋哺乳动物的出现、类型和繁殖周期。

特别是,这两个地点提供了一个有趣的比较,因为在M2地区,一年中的大部分时间里,类似北极的条件持续存在,寒冷的极地海水和漂浮的海冰,以及大约一半的面积在3月至4月的高峰期被覆盖。然而,由于全球变暖以及更温暖、更咸的大西洋水的流入减少了海冰浓度,孔斯峡湾正在经历快速变化,从而为海洋哺乳动物在未来几十年内随着周围环境的变化可能如何表现提供了线索。

挪威极地研究所的SamuelLlobet和同事使用固定系泊装置上的特殊水听器,能够记录30公里半径内10-16,384Hz的频率,以生成声谱图,即声波的视觉表示。该群岛的声景是地音(来自自然世界的环境声音,例如风和冰崩解)、生物音(来自生物有机体,例如海洋哺乳动物)和人音(人类活动产生的噪音,例如旅游游轮、渔船的噪音)的组合。和自然资源的开发)。

在整个项目中发现了11种海洋哺乳动物物种,其中5种是北极特有的物种(弓头鲸、独角鲸、白鲸、髯海豹和海象),以及区域性迁徙竖琴海豹和5种季节性迁徙鲸鱼物种(塞鲸、长须鲸、蓝鲸)。鲸、座头鲸和抹香鲸)。

研究人员发现,东西方群岛的声景存在很大差异。M2经历的大部分噪音来自海冰运动和北极海洋哺乳动物,偶尔有货船,而Kongsfjorden主要是来自冰川融化和人为旅游船活动的噪音(5月至9月每天超过10艘船只,7月至8月达到峰值超过20艘),生物声音较少。

东部地区全年都能发现北极海洋哺乳动物物种,很少有迁徙物种(八分之四是北极特有物种),而西部地区除了秋季以外,所有季节都存在北极物种(总共八种,其中三种是北极物种)),从夏季到初冬,有大量季节性迁徙物种。

在Kongsfjorden,科学家们还观察到繁殖模式的变化,与20世纪90年代和2000年代初的研究相比,胡须海豹的发声季节较短,这表明峡湾的交配活动减少,与流冰的季节性消失一致。

地声学和人声学噪声污染的增加引起了海洋哺乳动物生存的担忧,这些哺乳动物依靠声景进行长距离通信、导航和寻找食物。独角鲸等物种对其周围环境中的噪音特别敏感,这项研究发现,当峡湾开始使用气枪时,它们就会停止叫声。

先前的研究表明,这些关键生命功能的破坏对呼叫率和回避行为的观察产生了可测量的影响,例如胡须海豹,众所周知,它们能够增加其声音呼叫的幅度以应对增强的环境噪音,但仅直到他们停止的阈值点。事实上,Llobet分享了在斯瓦尔巴群岛朗伊尔城海岸划皮划艇的个人经历,并记录了一艘游轮进入2公里外区域的声音。

“人类设计了各种各样的发明,但我们没有考虑水下发生的事情。噪音是海洋中需要解决的一个大问题。我们在使用船只时都会引入噪音,甚至是电动船,因为螺旋桨叶片会制动气泡是产生噪音的主要原因之一。我们必须共同解决这个问题,找到更安静的解决方案。”

在观察海洋哺乳动物的独特发声后,柳贝特对海洋的未来提出了以下警告,这些哺乳动物避免与其他物种的叫声重叠。“这是保存完好的声景的一个特征,如果该地区的船只交通不受管制,这种特征可能不会持续太久。西海岸已经显示出船只交通对声景的明显影响,东海岸可能会出现这种情况。”随着冰层继续消退以及人类活动在巴伦支海陆架的东北部扩展,这一趋势也随之而来。

“作为我工作的一部分,聆听这些奇妙生物的声音并获得行为见解,并为该地区的首次全面水下声景研究做出贡献,这真是一段美妙的时光,该研究将有助于监测未来几年即将发生的变化。”

由于海冰减少导致峡湾西部人为贸易和旅游船只侵占的增加,M2地点可能被认为是整个峡湾以及更广泛的北极其他地区可能走向的指示。随着人类继续探索和利用这些气候更加恶劣的地区,未来。这项研究仅强调了自然和人为噪音对以前原始的北极海洋环境及其居民的影响的冰山一角。