用聲音打敗聲音?！人為噪音干擾海洋哺乳動(dòng)物這一問題或許有解？

海上的人類活動(dòng)，如海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)，常常會(huì)造成對(duì)海洋哺乳動(dòng)物（比如靠哨音交流的海豚）的干擾，影響它們的捕獵、繁殖、交流等行為。據(jù)The Conversation期刊發(fā)表的一項(xiàng)研究,科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)可以借助聲阻設(shè)備等，用聲音打敗聲音，從而減少人類活動(dòng)造成的噪音污染對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的影響。

(港灣鼠海豚（Phocoena phocoena）是北大西洋北海最常見的齒鯨。 圖源：Onutancu/Shutterstock)
2021年，歐盟安裝了146千兆瓦（GW）的海上風(fēng)能，預(yù)計(jì)在未來十年內(nèi)將增加至少25倍。雖然擴(kuò)大可再生能源是替代化石燃料和減緩氣候變化的必要條件，但它絕不能以地球上飽受困境的野生動(dòng)物為代價(jià)。

迄今為止，大多數(shù)海上風(fēng)力渦輪機(jī)都是使用固定基礎(chǔ)建造的，通常是使用大型液壓錘打入海床的鋼樁。打樁產(chǎn)生的噪音可以在距離震源幾十公里的地方聽到，噪音短促而尖銳。

聲音在水中傳播比在空氣中傳播更有效。鯨魚和海豚等海洋哺乳動(dòng)物利用聲音進(jìn)行遠(yuǎn)距離交流、感知環(huán)境和定位獵物。這種對(duì)聲音的依賴使得海洋哺乳動(dòng)物特別容易受到人為噪音的影響，包括海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的噪音。打樁會(huì)在近距離內(nèi)使海洋哺乳動(dòng)物耳聾、受傷甚至死亡。

港灣鼠海豚（harbor porpoise）是北大西洋北海最小、最常見的鯨類動(dòng)物，歐盟國(guó)家希望到2050年能在北海產(chǎn)生1500億瓦的海上風(fēng)能。像蝙蝠一樣，這些鯨魚和海豚的親屬幾乎連續(xù)發(fā)出咔嚓聲進(jìn)行回聲定位。這有助于它們找到和識(shí)別物體，包括食物。聲阻器（acoustic deterrent device）是一種發(fā)出聲音脈沖的小型裝置，用于將海洋哺乳動(dòng)物嚇跑，遠(yuǎn)離正在建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)，以保護(hù)它們免受打樁產(chǎn)生的噪音。但直到最近，沒有人確定這些威懾措施的效果如何。

（港灣鼠海豚，顧名思義，是在沿海水域發(fā)現(xiàn)。圖源：University of Aberdeen, 作者供圖）

阿伯丁大學(xué)燈塔野外站（University of Aberdeen's Lighthouse Field Station）和圣安德魯斯大學(xué)海洋哺乳動(dòng)物研究單位（University of St. Andrews' Sea Mammal Research Unit）的研究人員開發(fā)了一種便攜式聲學(xué)記錄儀，可以檢測(cè)港灣鼠海豚的活動(dòng)。在蘇格蘭東北部的一個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)打樁期間，研究人員使用了一系列這些記錄儀，結(jié)果表明，聲阻器可以使海豚直接遠(yuǎn)離聲音脈沖，從而減輕海上施工的最嚴(yán)重影響。

用噪音對(duì)抗噪音

部署一系列措施以盡量減少海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的危害。在打樁開始前開啟的隔音裝置，預(yù)計(jì)會(huì)將施工現(xiàn)場(chǎng)周圍數(shù)十至數(shù)百米的海洋哺乳動(dòng)物的海洋清空，預(yù)計(jì)噪音對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的危害最大。這些電子設(shè)備最初被開發(fā)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，以阻止養(yǎng)殖場(chǎng)的海豹。

盡管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，但仍有有限的證據(jù)表明聲阻器在施工過程中的效果如何。這至少在一定程度上是由于在海洋環(huán)境中工作的困難，但也因?yàn)檠芯扛叨纫苿?dòng)、相對(duì)罕見、大部分生活在水下和視線之外的動(dòng)物所面臨的挑戰(zhàn)。這些因素使得很難觀察海洋哺乳動(dòng)物對(duì)特定噪音或干擾的反應(yīng)。幸運(yùn)的是，我們能夠?qū)⒏蹫澈ｋ鄬?duì)聲音的依賴轉(zhuǎn)化為我們的優(yōu)勢(shì)。

正在部署水聽器集群（hydrophone cluster）。圖源：University of Aberdeen, 作者供圖

被動(dòng)聲學(xué)監(jiān)測(cè)的最新進(jìn)展意味著，我們可以使用一個(gè)連接到一小組水下麥克風(fēng)（稱為水聽器）的錄音機(jī)來研究海豚的運(yùn)動(dòng)。通過測(cè)量四個(gè)水聽器的海豚回聲定位點(diǎn)擊到達(dá)時(shí)間的微小差異，我們確定了它們回聲定位的方向。港灣鼠海豚的回聲定位波束狹窄且面向前方，因此根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，我們能夠確定它們游動(dòng)的方向。

當(dāng)使用聲阻器時(shí)，檢測(cè)到的港灣鼠海豚的咔嚓聲表明它們正在直接遠(yuǎn)離建筑工地游泳。這證明了聲阻裝置可以使海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)更加安全。

研究人員在距離施工現(xiàn)場(chǎng)7公里的港灣鼠海豚中檢測(cè)到了反應(yīng)，這表明這些聲阻裝置可能非常有效。這種遠(yuǎn)距離效應(yīng)可能會(huì)將動(dòng)物從重要的覓食地點(diǎn)轉(zhuǎn)移出去，并突出了在防止傷害和盡量減少干擾之間取得平衡的重要性。

便攜式聲學(xué)記錄儀現(xiàn)在可以通過更準(zhǔn)確地確定海洋哺乳動(dòng)物對(duì)各種棲息地的干擾的反應(yīng)來改善對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的保護(hù)。它還將使研究人員能夠評(píng)估在風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)或其他活動(dòng)期間用于減少干擾的措施的有效性，包括動(dòng)物聲阻設(shè)備和減少建筑工地打樁產(chǎn)生的噪音的系統(tǒng)。

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

文章：Daisy

審核：綠茵

編輯：Pierre