用声音打败声音?！人为噪音干扰海洋哺乳动物这一问题或许有解？

海上的人类活动，如海上风电场建设，常常会造成对海洋哺乳动物（比如靠哨音交流的海豚）的干扰，影响它们的捕猎、繁殖、交流等行为。据The Conversation期刊发表的一项研究,科研团队发现可以借助声阻设备等，用声音打败声音，从而减少人类活动造成的噪音污染对海洋哺乳动物的影响。

(港湾鼠海豚（Phocoena phocoena）是北大西洋北海最常见的齿鲸。 图源：Onutancu/Shutterstock)
2021年，欧盟安装了146千兆瓦（GW）的海上风能，预计在未来十年内将增加至少25倍。虽然扩大可再生能源是替代化石燃料和减缓气候变化的必要条件，但它绝不能以地球上饱受困境的野生动物为代价。

迄今为止，大多数海上风力涡轮机都是使用固定基础建造的，通常是使用大型液压锤打入海床的钢桩。打桩产生的噪音可以在距离震源几十公里的地方听到，噪音短促而尖锐。

声音在水中传播比在空气中传播更有效。鲸鱼和海豚等海洋哺乳动物利用声音进行远距离交流、感知环境和定位猎物。这种对声音的依赖使得海洋哺乳动物特别容易受到人为噪音的影响，包括海上风电场建设的噪音。打桩会在近距离内使海洋哺乳动物耳聋、受伤甚至死亡。

港湾鼠海豚（harbor porpoise）是北大西洋北海最小、最常见的鲸类动物，欧盟国家希望到2050年能在北海产生1500亿瓦的海上风能。像蝙蝠一样，这些鲸鱼和海豚的亲属几乎连续发出咔嚓声进行回声定位。这有助于它们找到和识别物体，包括食物。声阻器（acoustic deterrent device）是一种发出声音脉冲的小型装置，用于将海洋哺乳动物吓跑，远离正在建设的风电场，以保护它们免受打桩产生的噪音。但直到最近，没有人确定这些威慑措施的效果如何。

（港湾鼠海豚，顾名思义，是在沿海水域发现。图源：University of Aberdeen, 作者供图）

阿伯丁大学灯塔野外站（University of Aberdeen's Lighthouse Field Station）和圣安德鲁斯大学海洋哺乳动物研究单位（University of St. Andrews' Sea Mammal Research Unit）的研究人员开发了一种便携式声学记录仪，可以检测港湾鼠海豚的活动。在苏格兰东北部的一个海上风电场打桩期间，研究人员使用了一系列这些记录仪，结果表明，声阻器可以使海豚直接远离声音脉冲，从而减轻海上施工的最严重影响。

用噪音对抗噪音

部署一系列措施以尽量减少海上风电场建设的危害。在打桩开始前开启的隔音装置，预计会将施工现场周围数十至数百米的海洋哺乳动物的海洋清空，预计噪音对施工现场的危害最大。这些电子设备最初被开发用于水产养殖业，以阻止养殖场的海豹。

尽管进行了实验试验，但仍有有限的证据表明声阻器在施工过程中的效果如何。这至少在一定程度上是由于在海洋环境中工作的困难，但也因为研究高度移动、相对罕见、大部分生活在水下和视线之外的动物所面临的挑战。这些因素使得很难观察海洋哺乳动物对特定噪音或干扰的反应。幸运的是，我们能够将港湾海豚对声音的依赖转化为我们的优势。

正在部署水听器集群（hydrophone cluster）。图源：University of Aberdeen, 作者供图

被动声学监测的最新进展意味着，我们可以使用一个连接到一小组水下麦克风（称为水听器）的录音机来研究海豚的运动。通过测量四个水听器的海豚回声定位点击到达时间的微小差异，我们确定了它们回声定位的方向。港湾鼠海豚的回声定位波束狭窄且面向前方，因此根据这些发现，我们能够确定它们游动的方向。

当使用声阻器时，检测到的港湾鼠海豚的咔嚓声表明它们正在直接远离建筑工地游泳。这证明了声阻装置可以使海上风电场建设更加安全。

研究人员在距离施工现场7公里的港湾鼠海豚中检测到了反应，这表明这些声阻装置可能非常有效。这种远距离效应可能会将动物从重要的觅食地点转移出去，并突出了在防止伤害和尽量减少干扰之间取得平衡的重要性。

便携式声学记录仪现在可以通过更准确地确定海洋哺乳动物对各种栖息地的干扰的反应来改善对海洋哺乳动物的保护。它还将使研究人员能够评估在风电场建设或其他活动期间用于减少干扰的措施的有效性，包括动物声阻设备和减少建筑工地打桩产生的噪音的系统。

原文链接：https://theconversation.com/offshore-wind-farm-construction-is-noisy-but-gadgets-used-to-protect-marine-mammals-are-working-198090

文章：Daisy

审核：绿茵

编辑：Pierre