解码大自然的音乐

O伯尼·克劳斯最引人注目的特征之一就是他的眼镜。它们很大——不是苏打瓶那么厚，但特别大——把注意力吸引到他的眼睛上。这很讽刺，因为克劳斯的一生都致力于他所听到的，但这也很恰当，因为是他的弱视迫使克劳斯与声音打交道:首先是音乐，后来是自然的音乐。由于近视和散光，克劳斯花了半个世纪的时间记录我们大多数人听不见的生物交响乐。

他倾听的是krause看到。这是一个不寻常的特质。我们的社会是一个愿景幻想照明的社会，领导人是Visionaries，你是否看到了我所说的 - 这习惯延伸到我们与自然的互动。在树林里散步，你几乎肯定是被鸟类和颤抖的溪流和风吹在树梢上的风声。但是当你回到家时，你可能会被问到：你看到了什么？

这可能也是你记得的。这些声音将成为背景噪音。有了这样的习惯，你不会孤单。在某些方面，科学家倾向于不听大自然的声音。并不是说他们是聋子;有大量的研究，比如，对黄花鱼的声音产生或雀鸣的神经基础。但对于克劳斯和他在声景生态学这个新兴领域中受到启发的科学家们来说，传统生物声学的研究范围太窄了。他们的麦克风是压在大自然母亲胸口的听诊器。克劳斯记录了自然世界和我们之间的反馈。

“自然世界的声音告诉我们我们在生活世界中的位置，以及我们是如何影响它的，”他说。“它告诉我们我们需要知道的一切，关于我们与它的关系。”

一个在地球历史上的这个特殊时刻——一些科学家称之为“人类世”的早晨，在这个时代，人类对自然过程的影响无处不在且巨大——我们有很多工具来衡量我们对生态的影响:一般来说，通过眼睛，关注特定物种或相关行业，在实地计算它们，通过卫星观察土地利用的变化，并将我们的观察结果转化为栖息地类型和生物多样性的语言。

对克劳斯来说，这些测量最好是通过聆听自然音景来进行的。在聆听和录音的职业生涯中，他积累了一个名副其实的亚历山大自然声音图书馆，他强调，它们不仅仅是单个生物的录音。传统的生物声学方法，专注于单一的动物和物种，是令人厌恶的。他说，这是“去语境化和碎片化”，就像试图从贝多芬的第五交响曲中提取出一把小提琴。他说:“把乐器从表演中拿出来，试着去理解整个表演，你不会得到很多。”

克劳斯不可避免地捕捉到了这些角色——长胡子的海豹发出的声音与地磁暴相呼应，狒狒在花岗岩圆形剧场里轰鸣，一只狐狸在玩麦克风——但他们是记录整个栖息地和群落的偶然因素。

在他位于加州格伦艾伦(Glen Ellen)的家庭工作室里，克劳斯给我播放了他最喜欢的一些影片:佛罗里达的沼泽、津巴布韦的原始森林、哥斯达黎加的潮间带红树林和内华达山脉的草地。当声音从他电脑上方的扬声器中倾泻而出时，声谱图在屏幕上滚动，直观地描绘出每一个声音的时间和频率。它们看起来像乐谱。

在每一个声谱图中，克劳斯都指出:无论声谱密度有多高，声音都不会重叠。每一种动物都占据着独特的频率带宽，就像精细的拼图中的小块一样，适合于可用的听觉空间。这是一个简单但引人注目的现象，克劳斯是第一个注意到这一点的人。他将其命名为生物的声音，对他来说这不仅仅是美学上的。它标志着物种在一个特定的地方跨越了很深的生物时代的共同进化。随着生活变得更加丰富，交响乐的演奏者们找到了一个不受干扰的音域来演奏。

他说:“传声是生命的纯粹表达，是特定生物体在栖息地的纯粹表达。”“当你在一个健康的栖息地，所有的物种都能找到适合它们声音的带宽。”他把一个古老的婆罗洲雨林放在扬声器上。在声谱图的顶端是蝙蝠，它们的回声定位是人类耳朵听到的微弱声音;在它们下面是蝉，大量的昆虫，一种栗色翅膀的鸟和夜莺，以及长臂猿的嗡嗡声，每一种都有自己的位置。

krause放大视图，放大，使每个动物的呼叫可以被辨别为单独的橙色点。从这个视图来看，频谱图看起来像通过望远镜看到的星座。“你有一个整个宇宙，”他说。“看看这里的歧视。这个很漂亮。它告诉你这个栖息地的年龄。“

克劳斯的观察最初是在20世纪80年代早期非正式地进行的，过了一段时间，才得到了科学界的赞同。毕竟，克劳斯不是科学界的一员。在他工作室的墙壁上，挂着他早期早期音乐生涯的照片——他在1963年卡内基音乐厅的演出中与织工乐队一起演唱男高音，他在早期电子音乐和特技中使用的穆格合成器罗丝玛丽的婴儿1978年入侵身体抢夺者．

但是，生物音的想法引起了密歇根州立大学生态学家斯图亚特·盖奇的共鸣。盖奇对用声音来测量生态系统的脉搏并监测生态健康状况很感兴趣。他和克劳斯利用早期声学复杂性测量仪记录了红杉国家公园，测量了不同栖息地和季节的物种多样性模式。这是一次原理验证测试，近年来，随着廉价录音机和大硬盘驱动器的出现，可以长时间记录大范围的区域，现在被称为“声景生态学”的领域蓬勃发展。

研究人员现在正在全球录制数十种景观，并将数千小时的录音转化为生态条件的数值指标，并最终对它们的影响。这些尚未准备好实际应用。私人，正式称为“利基假设”仍然是一个假说。还没有听到生态系统是健康的。但这可能很快发生。“我认为我们将看到应用研究的快速转变，”普渡大学Soundscape生态学家布莱恩Pijanowski说，其项目包括对野火的索诺兰沙漠的声音评估。

对克劳斯来说，人类的倾听行为和亲临现场是非常重要的。

目前的一些指数——盖奇正在评估6个，还有更多——是相对直接的动物叫声计数或一个地区的物种总数。然而，另一些人则更接近克劳斯关于传声的概念。法国国家自然历史博物馆的Jérôme Sueur正试图量化物种多样性。他的团队开发了一个指数，“声熵指数”(Acoustic Entropy Index)，它基于这样一个概念:未退化栖息地的生命群落不仅变得多样化，而且变得有结构，就像克劳斯研究的古老婆罗洲森林生物音一样。

意大利乌尔比诺大学和意大利作曲家大卫摩纳西州的生态学家阿尔莫法拉在婆罗洲的其他森林中对婆罗洲的其他森林施加了类似的想法。当这些森林中的鸟类模式进行分析并转变为复杂性的数学措施时，Pieretti说，经过道路建设和入侵的社区的交响似乎似乎不太结构化。鸟儿叫声，重复自己，也许是在车辆上方听到的;有更多的噪音，但不是更多的信息。

这种特殊类型的声子影响，人类的噪音——人的声音——淹没了自然的演奏者，这是克劳斯特别敏感的一种。这是传统生物声学研究的一个活跃领域，研究人员发现了许多声音污染似乎干扰动物交流的案例。但情况并非总是如此，而且通常很难将人类存在的影响(比如道路本身，而不是汽车噪音)与我们的声音区分开来。声景生态学以更微妙的方式研究噪音污染，不仅关注噪音对特定物种的影响，而且关注噪音对栖息地和社区的影响。

尽管完善的生态健康指数可能还需要数年的时间，需要经过严格的测试、校准和编纂，克劳斯说他不需要等待结果。他估计，他记录的近一半的栖息地现在都受到了损害或变得沉默，这主要是由于人类的发展和贪得无厌的欲望，使大多数非人类的利益变得无关紧要。克劳斯不需要经过科学验证的工具来听取这些反馈。他说:“如果你知道如何倾听，那么你就会清楚发生了什么。”“随着时间的推移，自然界变得越来越安静，问题是:这是我们想要的吗?”

K若要是一个Soundscape Ecology的父亲，但其成熟的方法不是他自己的方法。他创造了利基假设，为新兴科学做出了重要贡献，但他不会用记录员藏森林，让他的电脑能够聆听。对克劳斯来说，人类的倾听行为和亲临现场是非常重要的。

在一个凉爽的3月早晨，克雷曾把我带到他最喜欢的景点之一，他自20世纪90年代初期以来一直被记录：Sugarloaf Ridge State Park，4,500辆大多数在纳帕和索诺玛山脉之间的山区不受干扰。我们在黎明前进入停车场并抬起一条小径。在南部到南部的山脊上方，Antares Blazes Red;维纳斯喜欢耀斑。

公园里有一个天文台，当地的天文爱好者聚集在这里观察天象。在路线上，路标标出了行星与游客中心的太阳的相对距离。在土星不远处，有一棵高大的柳树，野生火鸡有时栖息在那里，旁边是郊狼灌木和月桂，克劳斯停下来准备他的设备。在头灯的灯光下工作，只需要一分钟。他也许闭着眼睛也能做到。

树丛后面是一片桤木和柳树，标志着索诺玛河的边缘，雨水结束了该地区长达7个月的干旱，潺潺作响。这是鸣禽的好栖息地，几分钟后，当我们离开录音机走上小路，天空变得更加明亮，它们开始唱歌。

这是黎明合唱的开始：这种普遍表现，无论是在雨林还是苔原或这个特殊的半干旱河岸口袋，当生活社区迎接新的一天。Krause的大部分工作以及许多Soundscape Ecology记录涉及在这些信息丰富的时间采取的录音。

然而，为什么会发生合唱，仍然是一个谜。人们给出了许多解释，从领地展示到清晨空气独特的声音质量，再到在如此昏暗的光线下，鸟类可能没有其他事情可做。法里纳和皮耶莱蒂认为，传声机里的生物不仅在和同类交谈，而且在倾听彼此。自然记录员马丁·斯图尔特称其为“一份可以用数十种不同语言阅读的报纸”。

首先看新闻的是一只灌木松鸦。几分钟后，白冠麻雀、鸣雀、山雀、拖浪鸟和哀鸽也加入了它的行列。一只红肩鹰，一只冠啄木鸟，一只大角猫头鹰。就在我们回到录音机前，火鸡出现了。他们有很多消息。

回到工作室里，krause似乎有点失望，几乎就像一个听到乐队那么多次的人，只有特殊的表演突出。与他在那个地方听到的其他合唱体相比，我们的嫌疑人是相对安静的反思，干旱的挥之不去的影响，或当地气候变化。过去几年说，克雷似乎已经变得更安静。

尽管克劳斯心存疑虑，但至少在我看来，这仍然是一场非凡的音乐会。在小溪的潺潺声中，鸟儿们整齐地排列着自己的声音空间。合唱团仍然丰富而有序。在远处可以听到几声喷射声，但没有造成任何明显的干扰。甜面包远不是原生态的——一个世纪前它曾是牧场——但现在它受到了保护，基本上没有受到干扰。尽管干旱和周围的城市扩张，这里仍然有栖息地，生命繁荣的机会。

“尽管它在密度和多样性上都不像过去几年那样强劲，”克劳斯说，“但它是季节性生活的一种响亮和充满希望的表达。”尽管克劳斯悲叹他录制的许多音景将永远无法复原，但在更有希望的时刻，他谈到那些可能仍然受到保护，甚至重新生长的音景。只要我们允许，生命就会茁壮成长。要是我们肯听就好了。

布兰登·凯姆(Brandon Keim)是一名自由撰稿人，撰写有关科学、技术和自然的文章。他的作品已出版《连线》，《永旺》，《科学美国人》，和其他出版物。