Звуковые ландшафты островов показывают потенциал для оценки восстановления гнездящихся морских птиц
Изучение ночных морских птиц, гнездящихся на удалённых островах, может быть крайне сложным. Всё более важным инструментом для мониторинга таких популяций становятся акустические сенсоры, записывающие звуки в полевых условиях в течение долгого времени. Однако анализ записей для идентификации и подсчёта криков разных видов остаётся трудоёмким даже с использованием компьютеров и искусственного интеллекта.
Альтернативный подход — оценка всех звуков среды как «звукового ландшафта» (soundscape), где показателями здоровья экосистемы служат акустическое разнообразие, сложность и интенсивность. В новом исследовании, опубликованном в Restoration Ecology, учёные использовали анализ звуковых ландшафтов для оценки результатов восстановительных работ на Западных Алеутских островах.
«Мы выяснили, что можем собирать звуковые данные в больших масштабах и понимать, где экосистема реагирует на наши действия», — сказал первый автор Абрахам Боркер, проводивший исследование в Conservation Action Lab в UC Santa Cruz.
Исследование стало возможным благодаря успешной кампании по удалению инвазивных видов и восстановлению колоний морских птиц на Западных Алеутских островах, что создало естественный эксперимент. Эти удалённые острова — важные места гнездования многих видов морских птиц.
В XVIII веке торговцы мехом завезли на острова песцов, которые быстро начали уничтожать популяции птиц. Позже крысы, попавшие на острова во время Второй мировой войны, усугубили ситуацию. Сейчас острова являются частью Alaska Maritime National Wildlife Refuge, и с 1949 года U.S. Fish and Wildlife Service ведёт работу по удалению инвазивных видов.
На одних островах хищники всё ещё есть, на других — удалены разное время назад. Один остров, никогда не заселённый песцами или крысами, использовался как референсный (здоровый) для сравнения. Разные сроки удаления инвазивных видов создали идеальную возможность проверить, отражает ли звуковой ландшафт восстановление птиц.
Традиционные акустические методы мониторинга уже использовались для оценки восстановления птиц на этих островах в работе 2013 года (соавтор нового исследования Рейчел Бакстон). Боркер и его команда провели анализ звуковых ландшафтов, используя те же записи, и сравнили результаты с предыдущими выводами.
Исследователи охарактеризовали более 800 часов записей с островов, используя различные «эко-акустические» индексы для количественной оценки особенностей звука, указывающих на экологические условия. С помощью математических моделей они сравнили анализ звукового ландшафта с результатами исследования 2013 года.
Они обнаружили, что из протестированных индексов лучше всего указывали на восстановление птиц индекс акустического богатства (acoustic richness index) и индексы акустического сходства с референсным условием. Их выводы показывают, что эко-акустические индексы могут обеспечить быстрый первоначальный анализ, выявляя грубые различия в уровне акустической активности птиц между восстановленными территориями и референсным участком. Анализ также подтвердил, что главным предиктором акустической активности птиц является время, прошедшее с удаления инвазивных видов.
Боркер отмечает, что этот подход не идеален, но позволяет масштабировать мониторинг. В одном случае остров, всё ещё заселённый крысами и с низкой популяцией птиц, показал значения индексов, схожие со здоровым островом. Вероятно, на это повлияли сильный ветер и дождь во время записи, что подчёркивает важность учёта небиологических различий между местами записи.
Боркер сейчас работает над тем, чтобы сделать информацию об анализе звукового ландшафта доступной для природоохранных организаций, таких как The Nature Conservancy, которые уже начали применять этот подход в других средах.
«Этот инструмент можно использовать для измерения изменений не одного или двух видов, а целой экосистемы со временем», — сказал соавтор Берни Терши. Этот подход позволяет анализировать изменения всех видов в среде — лягушек, птиц, насекомых — одновременно.
По словам Боркера, этот целостный подход может помочь понять, какие восстановительные действия более эффективны. Поиск высокоавтоматизированных инструментов для оценки состояния восстановленных территорий критически важен для масштабирования природоохранных усилий в мире.
Работа Боркера показала, что это теперь возможно с меньшими временными и ресурсными затратами по сравнению со стандартным акустическим мониторингом. «Это захватывающе — мы можем измерять результаты природоохранной работы на уровне сообщества и в больших масштабах», — заключил он.