Звуковые ландшафты и данные NASA оценивают здоровье тропических лесов Амазонии
Спутниковые снимки могут показывать, что вырубленные или горевшие участки амазонских лесов полностью восстановились, демонстрируя пышный зеленый полог. Однако внутри леса жизнь животных может свидетельствовать об обратном — более тихий звуковой ландшафт говорит о повреждении экосистемы.
Ученые из NASA Goddard Space Flight Center и Университета Мэриленда исследовали, как акустика леса может стать экономичным индикатором его здоровья.
Исследование, начатое в 2016 году под руководством Даниэль Раппапорт, объединило:
- Акустические данные, собранные под пологом леса.
- Измерения высоты деревьев с самолетов (лидарные данные 2013–2016 гг.).
- Спутниковые наблюдения Landsat за вырубками и пожарами за 33 года.
В лесах, горевших многократно, записи звуков животных были значительно тише, чем в нетронутых участках, указывая на исчезновение видов. Хотя с орбиты восстановившийся полог выглядел почти так же зеленым, как до пожаров, на земле разница была ощутима: густой подлесок, обилие насекомых и общее ощущение опустошения.
Новый метод анализа
Вместо целевой записи конкретных видов команда оставляла регистраторы в деградировавших лесах на длительное время, собирая полный "репертуар" звуков. Эти записи формируют уникальные экологические "отпечатки" — звуковые ландшафты.
"Вы можете представить звуковой ландшафт животных как оркестр. Флейты занимают другое время суток и другую частотную полосу, чем гобои", — пояснила Раппапорт.
Команда разработала новый способ количественной оценки здоровья леса, анализируя звуковые ландшафты с помощью подхода теории сетей. Это позволяет понять взаимосвязь между уровнем воздействия и сообществом видов по "оркестровой музыке" в целом, без необходимости идентификации каждого "инструмента".
Результаты и перспективы
Исследование показало, что неоднократно горевшие леса имеют меньшее биоразнообразие, чем леса, пройденные однократной вырубкой. С каждым новым пожаром звуковой ландшафт становится тише. После вырубки звуковая картина указывала на способность экосистемы к восстановлению животного разнообразия.
Звуковые ландшафты предлагают относительно экономичный и быстрый способ оценки биоразнообразия в сложных тропических экосистемах. Этот метод открывает новое понимание угроз биоразнообразию от пожаров и вырубок, а также взаимосвязи между биоразнообразием и запасами углерода в лесах Амазонии.
"Звуковые данные добавляют новое измерение в наше понимание Амазонии. Меня завораживает, как много нам еще предстоит узнать", — отметил Даг Мортон, научный руководитель Раппапорт.