https://frosthead.com

Použití zvuků přírody ke sledování změn prostředí

Naše slyšení nám říká o autě, které se blíží zezadu, nevidí, nebo ptáka ve vzdáleném lese. Všechno vibruje a zvuk neustále prochází kolem nás a kolem nás. Zvuk je kritický environmentální význam.

Stále více se dozvídáme, že lidé a zvířata nejsou jediné organismy, které ke komunikaci používají zvuk. Stejně jako rostliny a lesy. Rostliny detekují vibrace frekvenčně selektivním způsobem, pomocí tohoto „sluchového“ smyslu hledají vodu vysíláním akustických emisí a komunikují hrozby.

Víme také, že jasná verbální komunikace je kritická, ale je snadno degradovatelná cizími zvuky, jinak známými jako „hluk“. Hluk je víc než dráždivý: ohrožuje také naše zdraví. Bylo prokázáno, že průměrné hladiny městských zvuků 60 decibelů zvyšují krevní tlak a srdeční frekvenci a vyvolávají stres, přičemž stále vyšší amplitudy způsobují kumulativní ztrátu sluchu. Pokud to platí pro lidi, pak by to mohlo platit i pro zvířata a dokonce i rostliny.

Záchranný výzkum klade velký důraz na zrak - pomyslete na inspirativní průhled nebo vzácné druhy zachycené na filmu pomocí pastí na fotoaparát - ale zvuk je také kritickým prvkem přírodních systémů. Studuji digitální zvuková a interaktivní média a spolurežíruji Akustickou ekologickou laboratoř Arizonské státní univerzity. Zvuk používáme pro zvýšení povědomí o životním prostředí a správcovství a poskytujeme klíčové nástroje pro hlubší posuzování zvuku v přírodních rezervacích, městském a průmyslovém designu.

Zní to jako známka změny prostředí

Zvuk je výkonným ukazatelem zhoršování životního prostředí a účinným nástrojem pro rozvoj udržitelnějších ekosystémů. Než jsme je viděli, často slyšíme změny v prostředí, jako jsou změny v volání ptáků. Organizace spojených národů pro vzdělávání, vědu a kulturu (UNESCO) nedávno vytvořila zdravou chartu na podporu povědomí o zvuku jako kritického významného ukazatele v oblasti ochrany životního prostředí a územního plánování.

Strávil jsem desetiletí pořizováním polních nahrávek, ve kterých vytvářím nastavení před úsvitem nebo za soumraku, a pak jsem ležel na zemi a poslouchal několik nepřetržitých hodin. Tyto projekty mě naučily, jak se hustota vzduchu mění, jak slunce vychází nebo zapadá, jak se mění chování zvířat v důsledku a jak jsou všechny tyto věci složitě propojeny.

Například zvuk putuje dále hustším materiálem, jako je studený vzduch, než teplým letním vzduchem. Další faktory, jako například změny hustoty listů v lese od jara do podzimu, také mění charakteristiky dozvuku. Zkoumání těchto kvalit mě vedlo k přemýšlení o tom, jak vnímavé míry zvuku informují naše porozumění zdraví životního prostředí a otevírají nový úhel zkoumání psychoakustických vlastností zvuku prostředí.

Změna zvukových prostředí ovlivňuje přežití

Aby se do tohoto výzkumu zapojila veřejnost a vědecké komunity, laboratoř akustické ekologie zahájila v roce 2014 rozsáhlý projekt zaměřený na dav s výukou poslechových dovedností a technik záznamu zvuku komunitám sousedícím s národními parky a národními památkami na jihozápadě Spojených států. Po dokončení semináře naslouchání a záznamu v terénu se členové komunity dobrovolně každý měsíc nahrávají na pevných místech v parcích a vytvářejí rozsáhlou sbírku zvukových nahrávek, která je radost z poslechu i bohatým zdrojem dat pro vědeckou analýzu.

Představte si, jak by změna klimatu mohla ovlivnit zvukové podpisy prostředí. Snížená hustota rostlin změní rovnováhu mezi savými povrchy, jako jsou listy, a reflexními povrchy, jako jsou kameny a budovy. Tím se zvýší dozvuk a zvukové prostředí se stane drsnějším. A můžeme to zachytit opakovanými zvukovými nahrávkami na výzkumných pracovištích.

Joshua Tree 2 Naslouchání za soumraku měnící se zvukové scéně v národním parku Joshua Tree. Garth Paine, CC BY-ND (Garth Paine, CC BY-ND)

V nastaveních, kde se zvuk ozývá po dlouhou dobu, například v katedrále, může být únavné pokračovat v konverzaci, protože rušivé ozvěny zasahují. Zvyšující se dozvuk může mít podobný účinek v přirozeném prostředí. Domorodý druh se mohl snažit slyšet páření. Predátoři by mohli mít potíže s odhalením kořisti. Tyto dopady by mohly povzbudit obyvatele k přemístění, i když oblast stále nabízí dostatek jídla a přístřeší. Stručně řečeno, zvukové vlastnosti prostředí jsou rozhodující pro přežití.

Poslech může také podpořit správcovství. Nahrávky, které naši dobrovolníci produkují, používáme k tvorbě hudebních děl složených pouze ze zvuků prostředí, které se provádějí v komunitách, které nahrávky nahrávaly. Tyto události jsou skvělým nástrojem pro mobilizaci lidí v oblasti dopadů změny klimatu.

Mapování zvukových a povětrnostních charakteristik

Vedu také výzkumný projekt s názvem EcoSonic, který se ptá, zda psychoakustické vlastnosti zvuku prostředí korelují s povětrnostními podmínkami. Pokud ano, chceme vědět, zda můžeme použít modely nebo pravidelné zvukové nahrávky k předpovídání dlouhodobých dopadů změny klimatu na akustické vlastnosti prostředí.

Tato práce čerpá z psychoakustiky - bodu, kdy se zvuk setkává s mozkem. Psychoakustika se používá ve výzkumu vnímání řeči, ztráty sluchu a tinnitu nebo zvonění v uších a v průmyslovém designu. Až dosud však nebyl široce aplikován na kvalitu zvuku prostředí.

Pomocí psychoakustické analýzy posuzujeme kvalitativní míry zvuku, jako je hlasitost, drsnost a jas. Měřením počtu jedinečných signálů na konkrétním místě můžeme pro dané místo vytvořit index akustické rozmanitosti. Pak použijeme strojové učení - zaškolíme stroj k předpovědím na základě minulých dat - k modelování korelace mezi místními daty o počasí a indexem akustické rozmanitosti.

Naše počáteční testy ukazují pozitivní statisticky významný vztah mezi akustickou diverzitou a oblačností, rychlostí větru a teplotou, což znamená, že jak se tyto proměnné zvyšují, zvyšuje se i akustická rozmanitost. Zjišťujeme také inverzní, statisticky významný vztah mezi akustickou diverzitou a rosným bodem a viditelností: Jak se tyto faktory zvyšují, snižuje se akustická rozmanitost.

Zvuková data Předpovědi EcoSonic o tom, jak se změní akustické vlastnosti prostředí s kolísáním počasí, vytvořené ze záznamů provedených v konzole McDowell Sonoran Preserve. Modrá čára je předpovědí z našeho modelu a červená čára je skutečná data pro daný den. (Garth Paine)

Znějící budoucnost: Umění, věda a komunita

Kvalita zvuku je rozhodující pro naši každodenní zkušenost světa a naši pohodu. Výzkum v laboratoři akustické ekologie vychází z umění a je založen na vnímané zkušenosti s přítomností, nasloucháním, pocitem hustoty vzduchu, čistotou zvuku a vnímáním změn v chování zvířat.

Bez umění bychom si tyto percepční otázky nepoložili. Bez vědy bychom neměli sofistikované nástroje k provedení této analýzy a vytváření predikčních modelů. A bez sousedních komunit bychom neměli údaje, místní pozorování ani historické znalosti vzorců změn.

Všichni lidé mají schopnost pozastavit, poslouchat a rozpoznat rozmanitost a kvalitu zvuku v daném prostoru. Prostřednictvím aktivnějšího poslechu může každý z nás najít jiné spojení s prostředím, ve kterém žijeme.


Tento článek byl původně publikován v The Conversation. Konverzace

Garth Paine, docent digitálního zvuku a interaktivních médií, Arizonská státní univerzita

Použití zvuků přírody ke sledování změn prostředí