海洋噪聲與哺乳動(dòng)物

前言

　　美國(guó)海軍及大型科學(xué)試驗(yàn)使用的低頻、長(zhǎng)作用距離聲吶是否必然導(dǎo)致海洋哺乳動(dòng)物如鯨豚群體擱淺？是否引起海洋哺乳動(dòng)物及其所依賴的生態(tài)物種（如魚）發(fā)生聽(tīng)力損傷？近年來(lái)一直存在爭(zhēng)論。一方面，隨著西方公眾的環(huán)保意識(shí)逐步得到增強(qiáng)，公眾和媒體要求在敏感海域停止使用大型聲吶的呼聲越來(lái)越高；另一方面，美國(guó)最高法院以國(guó)家安全利益至上為由，以5票對(duì)4票通過(guò)判決，允許美國(guó)海軍在加利福尼亞州南部海域開(kāi)展軍事演習(xí)時(shí)使用聲吶儀，這一裁決立即引發(fā)環(huán)保組織的抗議。目前的現(xiàn)狀是，在濱海生物重點(diǎn)區(qū)，美國(guó)海軍承諾將低頻主動(dòng)聲吶的生物接收聲級(jí)降低至180dB以下。　　近年來(lái)美國(guó)將幾艘水聲調(diào)查船集結(jié)在日本美軍基地，頻繁在我管轄海域搜集水聲資料。這些調(diào)查船裝備的主動(dòng)低頻聲吶，換能器陣元多達(dá)18個(gè)，每個(gè)陣元的聲源級(jí)在215dB，系統(tǒng)的總有效聲源級(jí)達(dá)到230～240dB。這些活動(dòng)一方面危害了我國(guó)的海洋安全；另一方面對(duì)我國(guó)管轄海域的哺乳動(dòng)物及其生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了威脅。　　最近的研究結(jié)果表明，全球變暖導(dǎo)致海水酸化，而酸化的海水削弱了海洋吸收噪聲的能力。越來(lái)越大的噪聲對(duì)海洋生物世界產(chǎn)生何種影響？如今人們已熟知，鯨和海豚因?yàn)槿祟愂褂寐晠认到y(tǒng)而喪失方向感。

內(nèi)容概要

近年來(lái)，科學(xué)界和公眾日益關(guān)注并關(guān)心地球上海洋資源的保護(hù)與保全。主要表現(xiàn)在：有關(guān)沙灘關(guān)閉、有害藻華、海洋哺乳動(dòng)物擱淺等方面的專題科學(xué)論文和科普論文在增多。其中最為敏感、最有爭(zhēng)議、但是所知又最少的主題是人為噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的影響。科學(xué)家和非專業(yè)人員都充分認(rèn)識(shí)到海洋中人為聲波來(lái)自各種聲源：包括商船航行、石油勘探開(kāi)采，海上建筑、水聲研究和聲吶使用等自然過(guò)程，例如風(fēng)生波浪、地震、降雨和海洋動(dòng)物的活動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生水下聲波。眾所周知，自19世紀(jì)中葉工業(yè)化開(kāi)始以來(lái)，海洋噪聲水平開(kāi)始穩(wěn)步上升。按常規(guī)預(yù)測(cè)，該趨勢(shì)在近年內(nèi)還將繼續(xù)，但缺乏足夠的科學(xué)證據(jù)支持這個(gè)假設(shè)。許多因素的綜合作用，逐步增強(qiáng)人們關(guān)于噪聲對(duì)哺乳動(dòng)物各種影響的意識(shí)和關(guān)注，如對(duì)棲息地、輔助通信系統(tǒng)和動(dòng)物行為的影響。然而，人們對(duì)海洋噪聲特性的細(xì)節(jié)所知甚少，是人為活動(dòng)還是自然過(guò)程引起?至于噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物健康及其生存的生態(tài)系統(tǒng)的短期和長(zhǎng)期影響人們知道得更少。    正是在這么多不確定性因素存在的背景下，委員會(huì)開(kāi)始工作。應(yīng)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)兼國(guó)家海洋伙伴計(jì)劃(該計(jì)劃發(fā)起機(jī)構(gòu)為美國(guó)海軍研究署、美國(guó)海洋與大氣局、美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局)的要求，美國(guó)科學(xué)院國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)承擔(dān)了本研究項(xiàng)目：調(diào)查海洋噪聲的認(rèn)知現(xiàn)狀及其對(duì)哺乳動(dòng)物的影響。本研究要求美國(guó)科學(xué)研究委員會(huì)要：    ·評(píng)估人為活動(dòng)及自然過(guò)程對(duì)海洋環(huán)境噪聲的貢獻(xiàn)，說(shuō)明海洋環(huán)境噪聲的長(zhǎng)期趨勢(shì)，特別是由于人類活動(dòng)引起的海洋環(huán)境噪聲的長(zhǎng)期趨勢(shì)。    ·評(píng)估不同聲源(自然、商業(yè)、海軍和聲學(xué)海洋學(xué)研究)的噪聲對(duì)海洋哺乳物種的影響，特別是在生物敏感區(qū)域的影響。    ·審議并確定現(xiàn)有海洋噪聲數(shù)據(jù)庫(kù)存在的不足和差距。    ·為研發(fā)一種綜合時(shí)、空和頻率變量的海洋噪聲模型必須開(kāi)展的研究提出建議(專欄1)。    委員會(huì)舉行了三次公開(kāi)的會(huì)議，聽(tīng)取了水聲學(xué)家、海洋哺乳動(dòng)物學(xué)家、聽(tīng)力生理學(xué)家和海軍海洋學(xué)家的意見(jiàn)。委員會(huì)審議了國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)已有的報(bào)告(NRC，1994，2000)，目前發(fā)表的科學(xué)論文、會(huì)議報(bào)告、模型以及海軍海洋署編輯的數(shù)據(jù)。    本書是國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)審議海洋噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物潛在影響的系列研究報(bào)告之三。雖然三個(gè)報(bào)告的責(zé)任極其不同，承擔(dān)編寫報(bào)告的分委會(huì)也不同，但三份報(bào)告明確的研究需求卻有許多相同之處。本書在已有報(bào)告(NRC，1994，2000)的基礎(chǔ)上提出建議，而不是取代上述報(bào)告中提出的建議。委員會(huì)建議：為了更好地理解為減輕人為海洋噪聲對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)影響所需要的研究需求，所有三個(gè)報(bào)告必須全部加以審視。    結(jié)論    為了評(píng)估水下聲波對(duì)海洋環(huán)境的潛在影響，必須同時(shí)考慮海洋環(huán)境噪聲和可識(shí)別的聲源。水聲界使用術(shù)語(yǔ)“環(huán)境噪聲”專指無(wú)數(shù)不可識(shí)別聲源發(fā)出的喧鬧聲，即可能知道噪聲源的類型，但無(wú)法識(shí)別來(lái)自特定聲源的噪聲。在研究海洋噪聲可能對(duì)哺乳動(dòng)物的影響中，特定聲源發(fā)出的噪聲也很重要。因此，本書使用的術(shù)語(yǔ)“海洋噪聲”指的是所有類型的噪聲源。    海洋中聲波來(lái)源廣泛，既有自然聲源，也有人為聲源。后者包括海洋活動(dòng)中有意為之的或無(wú)意形成的噪聲。自然過(guò)程的非生物聲源包括風(fēng)生波浪、地震、降雨和冰破裂。自然生物聲源包括鯨的“歌”聲、海豚的“喀嗒”聲和魚的發(fā)聲。人為聲波由一系列活動(dòng)產(chǎn)生，包括商業(yè)航行、地球物理勘探、油井鉆探和開(kāi)采、疏浚和海洋建設(shè)、聲吶系統(tǒng)以及海洋科學(xué)研究。有意生成的噪聲具有明確的目的，例如采取地震法勘探以發(fā)現(xiàn)新的油氣構(gòu)造。無(wú)意形成的噪聲是其他活動(dòng)附帶產(chǎn)生的，如大洋船舶輻射的機(jī)械噪聲。    要正確計(jì)算全球海洋噪聲通量，必須既計(jì)算環(huán)境本底噪聲，也要計(jì)算可識(shí)別聲源的噪聲。全球噪聲總通量通過(guò)將接收的噪聲譜進(jìn)行時(shí)間空間平均而得出。時(shí)間上稍縱即逝的噪聲和空間上的局部海域的噪聲在該平滑過(guò)程中不起作用。傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法指出：深海噪聲總通量(時(shí)空平均值)來(lái)自兩大聲源：頻率范圍從1 Hz-100 kHz以上的風(fēng)生海洋波浪和低頻(5 Hz至幾百赫茲)的商業(yè)航運(yùn)。顯然，傳統(tǒng)方法只是計(jì)算噪聲通量的方法之一，但不一定適合評(píng)估聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的影響。     確定海洋噪聲水平長(zhǎng)期趨勢(shì)的數(shù)據(jù)非常有限。海洋噪聲水平隨著1950年左右開(kāi)始的工業(yè)化革命而上升，但這種趨勢(shì)在21世紀(jì)如何延續(xù)卻不清楚。實(shí)際上，商船噪聲是唯一可以按照科學(xué)方法推測(cè)其長(zhǎng)期趨勢(shì)的領(lǐng)域。一方面，過(guò)去50年商船數(shù)量顯著增加(以及有限的噪聲觀測(cè))，意味著船舶交通產(chǎn)生的噪聲水平以15dB量級(jí)逐漸上升；另一方面，新型船舶可能更安靜，對(duì)船舶輻射噪聲與船舶參數(shù)(如總噸位、船長(zhǎng)、船速)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)不足以形成可靠的預(yù)報(bào)能力。雖然海洋噪聲特性長(zhǎng)期趨勢(shì)的數(shù)據(jù)非常有限，海洋噪聲影響海洋生物的數(shù)據(jù)更少，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)足以證明必須加強(qiáng)研究和關(guān)注海洋噪聲的趨勢(shì)。     海洋噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物影響的相關(guān)觀測(cè)非常有限。海洋環(huán)境噪聲和可識(shí)別聲源對(duì)海洋哺乳動(dòng)物短期和長(zhǎng)期的影響人們了解得很少，沒(méi)有文字證明海洋噪聲是各種情況下海洋哺乳動(dòng)物死亡的生理學(xué)致因。另一方面，在環(huán)境噪聲和人為噪聲同時(shí)存在的情況下，海洋哺乳動(dòng)物會(huì)改變其發(fā)聲方式。而且，我們對(duì)環(huán)境噪聲對(duì)海洋生物的長(zhǎng)期影響則了解得更少。潛在的影響包括聽(tīng)力靈敏度改變、行為模式改變、聲波引起的精神脅迫和對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。     與描述海洋哺乳動(dòng)物分布、聽(tīng)力和行為的模型相比，描述海洋噪聲的模型受到更好的研究。將這兩種模型結(jié)合起來(lái)是最大的挑戰(zhàn)。作為反潛戰(zhàn)研究的一部分，美國(guó)海軍研發(fā)了種類繁多的環(huán)境噪聲模型和數(shù)據(jù)庫(kù)。但是關(guān)注海戰(zhàn)情形意味著這些環(huán)境噪聲模型和數(shù)據(jù)庫(kù)并不適合于在海洋哺乳動(dòng)物中的應(yīng)用。海洋哺乳動(dòng)物棲息地和分布模式模型以及將音量與響應(yīng)聯(lián)系起來(lái)的影響模型受到數(shù)據(jù)太少的嚴(yán)格限制。為了提供一種能夠認(rèn)識(shí)和管理海洋哺乳動(dòng)物與噪聲相互作用的有用產(chǎn)品，必須擴(kuò)充、升級(jí)和協(xié)調(diào)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)以使海洋哺乳動(dòng)物模型和海洋噪聲模型二者之間得以集成。為了完成模型驗(yàn)證這一關(guān)鍵步驟，記錄完整的數(shù)據(jù)庫(kù)也必不可少。     最近，來(lái)自聯(lián)邦和科學(xué)原始資料以及媒體的報(bào)告指出：使用高能中頻聲吶與喙鯨擱淺之問(wèn)有聯(lián)系。軍事演習(xí)中使用多種高能中頻(1～10 kHz)聲吶，在時(shí)空上都使人密切聯(lián)想到最近發(fā)生的喙鯨大量擱淺事件。一篇喙鯨早先擱淺的綜述進(jìn)一步強(qiáng)化了這種預(yù)期，在喙鯨近岸棲息地的軍事演習(xí)中，使用多種中頻聲吶與喙鯨擱淺之間至少存在間接關(guān)系。在本書的編輯過(guò)程中出現(xiàn)了一些近期事件的有關(guān)新聞報(bào)道，將擱淺歸因于“聲損傷”，聲損傷是損害的一種明確形式。在喙鯨的擱淺事件中，觀察到的損傷可歸因于許多與聲波有關(guān)的直接和間接原因，但是在與聲暴露無(wú)關(guān)的環(huán)境中也觀察到陸地哺乳動(dòng)物出現(xiàn)相似的損傷。在迄今為止的喙鯨擱淺事件中，仔細(xì)取樣和分析整只動(dòng)物幾乎是不可能的，這使得確定性診斷成為問(wèn)題。就本書而言，至今已仔細(xì)分析了八個(gè)相對(duì)較新的樣本。因?yàn)樵跁r(shí)空上重復(fù)聯(lián)想到軍事演習(xí)中的聲吶與鯨擱淺之問(wèn)的關(guān)系，聲吶與鯨擱淺之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系是有說(shuō)服力的，但是這種關(guān)聯(lián)與擱淺動(dòng)物的死因機(jī)制并不是同義的。所有案例的死因歸結(jié)為體溫過(guò)高，但是在案例中看到的異常損傷其精確原因仍未確定。鑒于本結(jié)論的初步性質(zhì)，本書沒(méi)有仔細(xì)討論NATO／SACLANT水下研究中心的報(bào)告(D'Amieo和Verboom，1998)和美國(guó)海洋大氣局一海軍中期聯(lián)合報(bào)告。但是，顯然這是一個(gè)需要更多研究的主題。Evans和England概述的研究計(jì)劃是一個(gè)好的開(kāi)端。     建議     一個(gè)聯(lián)邦政府部門應(yīng)作為海洋噪聲研究的發(fā)起者受命調(diào)查研究并監(jiān)測(cè)海洋噪聲及其對(duì)海洋生物可能造成的長(zhǎng)期影響、噪聲對(duì)哺乳動(dòng)物的影響以及海洋噪聲的長(zhǎng)期趨勢(shì)。需要聯(lián)邦領(lǐng)導(dǎo)下列工作：(1)特別在海洋哺乳動(dòng)物的棲息地監(jiān)測(cè)海洋噪聲；(2)收集并分析現(xiàn)有海洋活動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)；(3)協(xié)調(diào)研究工作以確定海洋噪聲的長(zhǎng)期趨勢(shì)及其對(duì)海洋生物的可能后果。     為了提供參考數(shù)據(jù)庫(kù)、確定目前的研究局限、更好地理解海洋中的噪聲，應(yīng)該收集、集中、組織和分析涉及人工聲源海洋噪聲的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。目前，航運(yùn)、地震勘探、油氣開(kāi)采、海洋和海岸帶建設(shè)及其他海洋活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲數(shù)據(jù)要么不知道，要么很難分析。原因是這些數(shù)據(jù)由不同的機(jī)構(gòu)持有，如工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)公司、船舶工業(yè)集團(tuán)和軍事組織。為了有關(guān)各方能改進(jìn)訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)集的能力并在研究中得以應(yīng)用，供論文發(fā)表、教學(xué)以及管理和監(jiān)管的用途，將所有數(shù)據(jù)歸入單一數(shù)據(jù)庫(kù)是有利的。該數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該是分布式網(wǎng)絡(luò)的互連數(shù)據(jù)庫(kù)，使用標(biāo)準(zhǔn)化的度量單位。因?yàn)楹Ｑ蟛溉閯?dòng)物和海洋噪聲問(wèn)題是全球性的，應(yīng)該鼓勵(lì)該數(shù)據(jù)庫(kù)研發(fā)力量的國(guó)際合作以及國(guó)際間獲取信息。     應(yīng)該完整報(bào)告人為聲源聲信號(hào)的特性(如頻率組成、上升沿時(shí)間、聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度的時(shí)間系列、零至峰值幅度、峰值至峰值幅度、均方幅度、持續(xù)時(shí)間、均方幅度在持續(xù)時(shí)間內(nèi)的積分、重復(fù)速率)。人為活動(dòng)噪聲源的每一種信號(hào)特性對(duì)哺乳動(dòng)物每個(gè)物種的影響可能不同。對(duì)聲波與海洋生物之問(wèn)復(fù)雜相互作用的認(rèn)識(shí)沒(méi)有達(dá)到足以認(rèn)定聲信號(hào)的哪一特性對(duì)特定的影響是重要的。因此，應(yīng)該盡可能測(cè)量并記錄多種信號(hào)特性，公布瞬態(tài)信號(hào)的真實(shí)聲壓時(shí)問(wèn)系列是有用的。為了確定不同信號(hào)特性的生理和行為響應(yīng)，必須開(kāi)展哺乳動(dòng)物暴露于這些信號(hào)特性不斷改變過(guò)程的實(shí)驗(yàn)。在特別重要的地理區(qū)域，必須特別注意對(duì)海洋噪聲貢獻(xiàn)最大的可能聲源以及對(duì)海洋生物有顯著影響的可疑噪聲源。     必須啟動(dòng)寬頻范圍(1 Hz～200 kHz)的海洋噪聲長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)計(jì)劃。監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析必須包括噪聲的平均態(tài)或穩(wěn)態(tài)，以及可識(shí)別的聲源如地震勘探聲源、聲吶和爆炸聲源，這些聲源在傳統(tǒng)的環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)集里沒(méi)有得到鑒別。聲數(shù)據(jù)收集應(yīng)該與已啟動(dòng)的全球海洋觀測(cè)系統(tǒng)(正在美國(guó)和其他地方討論)相結(jié)合，應(yīng)該啟動(dòng)長(zhǎng)期噪聲趨勢(shì)預(yù)報(bào)模型研發(fā)的研究計(jì)劃。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)該可以及時(shí)獲得，以促進(jìn)工業(yè)、軍事和海洋研究者、操作者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)等有關(guān)各方作出科學(xué)的決策。     海洋噪聲的測(cè)量工作必須針對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的重要棲息地。在完全確知并且詳細(xì)描述這些棲息地之前，在沿岸地區(qū)、海洋哺乳動(dòng)物索餌、遷徙和繁育的鄰近知名區(qū)域開(kāi)始一項(xiàng)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是合理的。當(dāng)確定新的海洋哺乳動(dòng)物棲息地時(shí)，為了在海洋哺乳動(dòng)物重要的柄息地提供一幅完整的聲環(huán)境圖像，這些棲息地必須納入聲學(xué)調(diào)查中。     應(yīng)該制定一個(gè)研究計(jì)劃，研究海洋環(huán)境噪聲和可識(shí)別聲源與海洋生物短期和長(zhǎng)期效應(yīng)之間可能的因果關(guān)系。解決這個(gè)具有挑戰(zhàn)性和困難的問(wèn)題需要生物學(xué)家、聲學(xué)家之間的多學(xué)科工作，以便建立仔細(xì)的觀測(cè)、理論和建模計(jì)劃。該項(xiàng)工作的早期重點(diǎn)應(yīng)該是分析可識(shí)別的高能中頻聲吶與海洋哺乳動(dòng)物損傷和群體擱淺事件之間的可能聯(lián)系。另外，應(yīng)該大力研究海洋環(huán)境噪聲對(duì)動(dòng)物長(zhǎng)期行為的潛在影響。     無(wú)論何時(shí)如果可能的話，所有針對(duì)海洋哺乳動(dòng)物開(kāi)展的研究應(yīng)該構(gòu)建成可以預(yù)測(cè)：所觀測(cè)的反應(yīng)是否體現(xiàn)種群層次的效應(yīng)?雖然難以獲得人為活動(dòng)對(duì)海洋哺乳動(dòng)物直接影響的證據(jù)，但是確定個(gè)體的長(zhǎng)期影響或群體的影響更難。少數(shù)個(gè)體受到直接影響的記錄事例提供了對(duì)群體潛在影響的關(guān)注，但是沒(méi)有測(cè)量海洋噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的群體效應(yīng)。     為了在全球表征海洋哺乳動(dòng)物的分布和種群，必須在已知場(chǎng)所之外開(kāi)展研究。盡管目前有大量的海洋哺乳動(dòng)物研究，包括已有報(bào)告(NRC，1994)所建議的研究，令人吃驚的是缺乏海洋哺乳動(dòng)物全球分布的有關(guān)信息。對(duì)物種的遷徙路徑、繁殖基地和捕食區(qū)域人們了解得相當(dāng)少。為了預(yù)測(cè)噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物行為影響的重要性，必須更好地了解哺乳動(dòng)物的季節(jié)分布和地理分布，并通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)和使用可預(yù)知的海洋學(xué)變量如海底地形、底質(zhì)類型和水體變量。要完成這些龐大的任務(wù)需要研發(fā)新的取樣技術(shù)和外推技術(shù)。     應(yīng)該開(kāi)展確定人類活動(dòng)級(jí)別與噪聲之間定量關(guān)系的研究。比如，如果船舶類型與噪聲之間存在穩(wěn)定的關(guān)系，則船舶航行數(shù)據(jù)可用于預(yù)測(cè)船舶噪聲。確定人為噪聲源的可靠標(biāo)志可以提供額外的建模工具和預(yù)測(cè)能力，這在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)有困難或不可能的海域特別有用。海洋中每一類人為活動(dòng)存在類似的需求。     應(yīng)該開(kāi)展研究以描述海洋哺乳動(dòng)物和其他海洋生物在不同季節(jié)、不同地理位置和不同行為的背景下所發(fā)出聲波的分布和特性。在描述海洋哺乳動(dòng)物聲技能方面已經(jīng)取得很好的進(jìn)展，自然的發(fā)聲模式人們了解得很少，包括發(fā)聲方法和不同發(fā)聲前后之間的關(guān)系以及日問(wèn)變化、季節(jié)變化和空間變化。在局部區(qū)域和有限時(shí)間內(nèi)海洋哺乳動(dòng)物本身或許是海洋噪聲可能的重要來(lái)源，因此這些研究也將關(guān)注海洋生物在全球海洋噪聲通量中的貢獻(xiàn)。     人為聲波掩蔽了生物學(xué)上重要的聲信息，引起海洋哺乳動(dòng)物行為的微小變化，使其無(wú)法探測(cè)其他動(dòng)物的叫聲或它們自己回聲定位的回聲，這些變化應(yīng)該開(kāi)展研究并加以確定。海洋哺乳動(dòng)物對(duì)人類噪聲源的短期影響已經(jīng)有了有限的記錄，但是沒(méi)有關(guān)注海洋噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的長(zhǎng)期影響，沒(méi)有記錄本底環(huán)境噪聲增強(qiáng)后引起的影響。     應(yīng)該繼續(xù)開(kāi)展海洋哺乳動(dòng)物標(biāo)記研究以觀察聲信號(hào)響應(yīng)行為的變化，提供仿真建模的重要數(shù)據(jù)。改進(jìn)海洋哺乳動(dòng)物標(biāo)記技術(shù)的工作應(yīng)該繼續(xù)得到資助。標(biāo)記技術(shù)目前需要兩項(xiàng)改進(jìn)：(1)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期采集標(biāo)記的持續(xù)時(shí)間從幾個(gè)月延長(zhǎng)至數(shù)年，以便觀測(cè)行為的年際周期和遷徙模式；(2)高分辨率標(biāo)記的持續(xù)時(shí)間從幾小時(shí)擴(kuò)展至數(shù)天，以便更多地收集日行為和環(huán)境線索數(shù)據(jù)。目前的標(biāo)記技術(shù)可以追蹤海洋哺乳動(dòng)物個(gè)體幾個(gè)月?？梢愿叻直媛什杉瘮?shù)據(jù)的標(biāo)記包括動(dòng)物方位、加速度、發(fā)射或接收聲波，通?？墒占∮谝惶鞎r(shí)間的數(shù)據(jù)。在確定多種鯨豚和鰭足類生物的行為模式、將行為與環(huán)境線索相關(guān)聯(lián)等方面，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)證明非常有價(jià)值。使用高低分辨本領(lǐng)的標(biāo)記技術(shù)應(yīng)該繼續(xù)得以發(fā)展以提供更長(zhǎng)的研究。     長(zhǎng)期精神脅迫的可靠標(biāo)志是否存在?在典型海洋哺乳動(dòng)物物種中能否用這些標(biāo)志區(qū)分噪聲誘發(fā)的精神脅迫以及其他來(lái)源的精神脅迫?應(yīng)該嘗試這些研究工作并加以確定。精神脅迫標(biāo)志可能是人為活動(dòng)噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物長(zhǎng)期影響的有用標(biāo)記。     應(yīng)該研究噪聲對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)中非哺乳生物的影響。魚類使用聲波的許多方式與海洋哺乳動(dòng)物交流和感知環(huán)境的方法大致相當(dāng)。人們?cè)诤艽蟪潭壬喜涣私馊藶樵肼晫?duì)魚和其他非哺乳物種包括卵或幼蟲(chóng)的影響。作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的共棲以及同一食物鏈的成員，噪聲對(duì)海洋魚類的影響反過(guò)來(lái)也將影響海洋哺乳動(dòng)物。     應(yīng)該繼續(xù)并完全支持將聲源、聲傳播和海洋哺乳動(dòng)物集成在一起的建模工作。預(yù)測(cè)噪聲特性(頻率組成、均方聲級(jí)、峰值聲級(jí)、聲壓時(shí)間序列)及其對(duì)海洋哺乳動(dòng)物影響的仿真建模可以幫助人們認(rèn)識(shí)并減輕海洋噪聲對(duì)哺乳動(dòng)物的有害效應(yīng)。這樣的計(jì)劃至少有一項(xiàng)正在進(jìn)行中：受美國(guó)海軍研究署資助的海洋環(huán)境聲波效應(yīng)的建模。盡管受限于有限物種且數(shù)據(jù)集小，聽(tīng)力(閾值暫時(shí)或永久漂移)直接生理效應(yīng)的建模相對(duì)比較直接。應(yīng)該將這些綜合手段延伸至包括噪聲源的效應(yīng)，例如隨時(shí)問(wèn)而改變其分布的船舶噪聲、風(fēng)生碎浪聲和離散生物噪聲。更多的工作應(yīng)該放在建模，包括針對(duì)所有海洋噪聲的海洋物種聽(tīng)力模型和行為效應(yīng)模型。     應(yīng)該研發(fā)并驗(yàn)證正確反映環(huán)境噪聲的模型，以及可識(shí)別噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物影響的全球海洋噪聲模型。利用平均聲壓譜通量的傳統(tǒng)方法在應(yīng)用于海洋哺乳動(dòng)物問(wèn)題時(shí)受限，應(yīng)該推行更加綜合的方法以便包括對(duì)海洋噪聲有貢獻(xiàn)的瞬態(tài)聲源和連續(xù)聲源。為了具備相關(guān)海洋哺乳動(dòng)物全球海洋噪聲模型的研發(fā)能力，委員會(huì)的許多建議必須解決，特別是那些有關(guān)人工聲源分布和聲源特征的建議。除此之外，由于模型驗(yàn)證是模型研發(fā)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵部分，必須同時(shí)實(shí)施委員會(huì)有關(guān)收集高質(zhì)量、記錄完整的海洋噪聲數(shù)據(jù)集的建議。     應(yīng)該制訂計(jì)劃來(lái)仔細(xì)調(diào)查研究：解釋喙鯨身上所觀察到的損傷的因果機(jī)制、該損傷是物種特有的還是更普遍的問(wèn)題、高能中頻聲吶聲學(xué)如何直接或間接與群體擱淺事件相關(guān)聯(lián)。Evans和England(2001)概述的研究計(jì)劃是一個(gè)良好的工作開(kāi)端。使用高能中頻聲吶與喙鯨群體擱淺之間的關(guān)聯(lián)受到公眾的廣泛關(guān)注。機(jī)構(gòu)報(bào)告發(fā)布了這兩個(gè)事件的初步科學(xué)結(jié)論，但沒(méi)有在同行評(píng)議過(guò)的文獻(xiàn)中出現(xiàn)。回顧?quán)滚L群體擱淺的已有報(bào)告進(jìn)一步強(qiáng)化了這種關(guān)聯(lián)的可能性。喙鯨尸體處于可供完整、權(quán)威的法醫(yī)分析狀態(tài)的事例幾乎沒(méi)有。獲得擱淺喙鯨合適樣本的復(fù)雜性以及迄今為止群體擱淺和非群體擱淺的少量數(shù)據(jù)，妨礙了上述機(jī)制的確定以及觀察到的損傷、擱淺與聲吶使用背后之間的因果聯(lián)系。     委員會(huì)鼓勵(lì)海洋聲學(xué)界、海洋哺乳生物學(xué)家、海洋生物聲學(xué)家以及其他產(chǎn)生海洋噪聲的部門如軍方和石油工業(yè)等更加努力地提高公眾對(duì)海洋生物學(xué)和海洋科學(xué)中基本聲學(xué)概念的關(guān)注，以便公眾更好地理解這個(gè)問(wèn)題、理解研究需求和理解噪聲問(wèn)題得以解決的巨大潛力。包括環(huán)保人士在內(nèi)的公眾對(duì)海洋中人為噪聲及其對(duì)海洋動(dòng)物的影響非常感興趣。近來(lái)在海洋聲學(xué)家與公眾之間存在交流鴻溝。海洋科學(xué)界與公眾之間的大部分理解分歧源于公眾對(duì)基本聲學(xué)概念缺乏了解以及科學(xué)界無(wú)法有效溝通這些概念。聲源級(jí)、接收聲級(jí)、傳播損失、氣一水之間的物理聲學(xué)差異、術(shù)語(yǔ)“分貝”是這些概念的例子，這些概念已經(jīng)被媒體、環(huán)保組織和普通公眾所誤解。

書籍目錄

提要  結(jié)論  建議第1章 緒論  1.1 任務(wù)陳述  1.2 聲吶方程在生物接受器中的應(yīng)用  1.3 本書的結(jié)構(gòu)第2章 海中聲源及海洋噪聲的長(zhǎng)期趨勢(shì)  2.1 緒論  2.2 海洋噪聲的自然聲源  2.3 水下生物聲源  2.4 海洋噪聲的人為貢獻(xiàn)  2.5 油氣工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的海洋噪聲  2.6 聲吶  2.7 爆炸聲源  2.8 工業(yè)和建設(shè)對(duì)海洋噪聲的貢獻(xiàn)  2.9 海洋噪聲的長(zhǎng)期趨勢(shì)  2.10 其他海洋噪聲源的長(zhǎng)期趨勢(shì)第3章 噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的影響  3.1 海洋生物的聽(tīng)力  3.2 海洋哺乳動(dòng)物的聲損傷  3.3 海洋噪聲對(duì)哺乳動(dòng)物行為的影響  3.4 海洋噪聲對(duì)聲信號(hào)的掩蔽  3.5 海洋哺乳動(dòng)物對(duì)海洋噪聲的適應(yīng)、敏化和耐受度  3.6 聲誘導(dǎo)應(yīng)激  3.7 研究海洋哺乳動(dòng)物行為的新手段  3.8 噪聲對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響第4章 海洋環(huán)境噪聲的建模與數(shù)據(jù)庫(kù)  4.1 海洋環(huán)境的聲學(xué)建模  4.2 噪聲對(duì)海洋哺乳動(dòng)物影響的建模  4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)  4.4 總結(jié)第5章 結(jié)論與建議  5.1 海洋環(huán)境噪聲源  5.2 海洋哺乳動(dòng)物與海洋噪聲  5.3 海洋噪聲模型  5.4 包羅萬(wàn)象的建議參考文獻(xiàn)附錄A：委員會(huì)成員簡(jiǎn)歷附錄B：縮略詞附錄C：水下噪聲模型舉例附錄D：NRC報(bào)告的研究建議(1994，2000)附錄E：術(shù)語(yǔ)詞匯表附錄F：生物術(shù)語(yǔ)

章節(jié)摘錄

　　為了描述海洋鉆探的聲傳播，用海域分析的傳統(tǒng)方法編輯如表2-4所示的鉆探活動(dòng)數(shù)量隨時(shí)間的變化并不是特別有用。無(wú)論是不同鉆探技術(shù)相對(duì)使用百分比的變化，還是淺海深海之間活動(dòng)分布的變化，并不反映在普通石油鉆塔的估計(jì)上。鉆探技術(shù)和設(shè)備的迅猛變化可能改變所發(fā)出的噪聲，在表中也沒(méi)有包括進(jìn)去。需要測(cè)量聲壓級(jí)來(lái)推斷這些石油工業(yè)技術(shù)的變化如何影響海洋噪聲?！　‰x岸構(gòu)造物安裝將在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)無(wú)意發(fā)出某些局部的噪聲。每年安放海深跨越相當(dāng)大的少量大構(gòu)造物，需要?jiǎng)恿μ貏e大的船將它們從制造地運(yùn)往安放海域。該活動(dòng)持續(xù)幾周，目前每年出現(xiàn)8～10次以下。水下結(jié)構(gòu)的安裝（主要在深海位置）成為越來(lái)越平凡的事。還沒(méi)有測(cè)量這類活動(dòng)的聲壓級(jí)。　　石油開(kāi)采發(fā)出額外噪聲，包括鉆孔、澆鑄、黏結(jié)、成孔、抽吸、管道布放、打樁、船舶飛機(jī)支援及其他輔助的鉆塔和平臺(tái)工作。

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