Добро пожаловать на сайт Федерального министерства иностранных дел
"Заповедный мотив": голоса природы как инструмент экодиагностики
Биосферный заповедник Шорфхайде-Хорин, © dpa-Zentralbild
Предмет изучения берлинских и фрайбургских ученых – звуки живой природы. Вооружившись современной техникой, в нетронутых цивилизацией местах они прослушивают звуковые симфонии целых экосистем. Такая диагностика позволяет сделать заключение об экологическом благополучии той или иной местности.
Прогулка по лугу в теплый майский день для ученых из Берлинского музея естествознания – это настоящий многоголосый концерт. При этом задачи перед биоакустиками стоят весьма серьезные: они развешают диктофоны на деревьях и устанавливают штативы посреди поляны, чтобы с помощью микрофонов зафиксировать щебет птиц. В течение нескольких недель специалисты записывают каждый звук, издаваемый пернатыми. Кроме этого, в исследовательских целях прослушиваются насекомые: жужжание земляных шмелей над цветами или щебет полевых сверчков. Практически все, что издает звуки, может быть изучено с точки зрения биоакустики, порой исследователи прослушивают целые экосистемы, поскольку звук природы – это важный индикатор ее состояния.
"На девственном лугу мы, надеюсь, услышим много жаворонков. Это, конечно, всегда зависит от того, где находится луг", – говорит руководитель архива голосов животных в музее естествознания Карл-Хайнц Фроммольт (Karl-Heinz Frommolt). Вместе с коллегами-зоологами он старается безошибочно определить на слух отдельные виды пернатых на общем фоне жужжания и щебета. Чтобы точно распознать местные виды птиц, требуется весьма тренированное ухо, утверждает Фроммольт. Помогают при этом и современные технологии: так называемые алгоритмы распознавания шаблонов уже могут хорошо "расслышать" многие виды животных. По крайней мере, если на записях фигурирует лишь один вид представителя фауны и несколько фоновых звуков. Однако в дикой природе обычно царит звуковой хаос.
Автоматически распознать голоса отдельных видов птиц и определить их локацию на фоне такого звукового беспорядка призвана новая сенсорная система, которую Фроммольт с коллегами сейчас тестируют в национальном парке "Нижняя долина Одера". Новинку испытывают на коростелях, – на лугах размножается около пятидесяти пар этого находящегося под угрозой вымирания вида птиц. Если трава косится в неподходящее время, это отпугивает коростелей из своих гнезд. Новая сенсорная система устанавливает не только факт обитания птицы в том или ином районе, но и точную локацию пернатого. Для этого четыре микрофона одновременно записывают окружающий шум, а программное обеспечение распознает птиц и указывает на их местоположения в режиме реального времени. Именно это дает ученым возможность понять, какие части луга можно косить, не пугая коростеля.
Берлинские зоологи сосредоточились только на одном виде птиц, тогда как другие их коллеги пытаются расшифровать звуковую палитру целых экосистем. Наука пришла к заключению, что каждый участок однородного геопространства – биотоп – обладает неповторимым акустическим кодом, подобно отпечаткам пальцев у людей. При этом животные настолько настроены друг на друга, что стремятся расслышать как можно больше видов представителей фауны, каждый из которых поет, визжит или ревет в своем частотном диапазоне.
Одним из пионеров "звуковой экологии" стал американский музыкант Берни Краузе (Bernie Krause), уже на протяжении полувека он ведет запись природных симфоний – лесного ветра, птичьего щебета, едва уловимых звуков морских кораллов или личинок насекомых. Начав с микширования голосов природы с электронными звуками, в итоге он оставил музыку, чтобы посвятить себя биоакустике. Однажды в кенийской саванне Краузе осенила мысль, что голоса животного мира напоминают оркестровую аранжировку: насекомые стрекочут на высоких частотах, а рев хищников доносится издалека в низком диапазоне, и в общем хоре каждый находит свое место. На основании этого Берни вывел так называемую нишевую акустическую теорию: в нетронутой экосистеме все частоты заняты, при этом ни один звук не перекрывает другой.
Поначалу нишевую теорию Краузе не воспринимали всерьез, однако с годами экология звуковых ландшафтов превратилась в целое исследовательское направление. Оно активно развивается, в частности, на кафедре геоботаники Фрайбургского университета. Там в 2015 году стартовал масштабный звуковой эко-проект: целый год эксперты регистрировали окружающие звуки трехсот лугов и лесов в биосферном заповеднике Шорфхайде-Хорин в Бранденбурге и национальном парке Хайних в Тюрингии, чтобы исследовать акустическое разнообразие в разных средах обитания.
На этих природных площадках проводились и другие эксперименты: "На основе акустических данных мы изучали, как землепользование в зависимости от его интенсивности влияет на различные экологические процессы", – разъясняет руководитель проекта "Soundscape", биолог из Фрайбургского университета Сандра Мюллер (Sandra Müller). Она с коллегами работала с так называемым акустическим индексом, который показывает, как записанные звуки распределяются по различным частотным диапазонам. Также в спектре научных интересов Мюллер вопрос влияния звуков жизнедеятельности человека на дикую природу.
Фрайбургским геоботаникам и берлинским биоакустикам предстоит провести еще немало фундаментальных исследований, чтобы определить, какую информацию можно получить на основе звуков природы. "Мы пока только начинаем объективно фиксировать биоразнообразие с помощью акустических методов", – резюмирует Карл-Хайнц Фроммольт.
Арина Попова
