崎岖不平的苏格兰西海岸在阳光下显得光彩夺目。蓝绿色的大海平静，但即使在7月，也有12摄氏度的寒冷。带着录音设备、浮潜设备和厚厚的潜水服，我一直在聆听生活在苏格兰三片不同海草草地上的海洋生物。
为了我的海洋生态学博士学位，我正在调查苏格兰海草草地的生物多样性，现在正值盛夏，它们正盛开着。与海藻不同，这种海洋植物有花、种子、花粉和地下根。
海草草地上热闹非凡。海螺在吃海藻时刮过岩石，幼鱼以微小的浮游动物为食，螃蟹为保卫自己的领土而战，鸟类、海豹和水獭也在寻找食物。
所有这些忙碌的声音都是不和谐的，我正在研究海草声景——在一个环境中可以听到的声音的集合——是如何因生活在那里的野生动物而有所不同的。听到更多种类的声音可能意味着海草中有更多的动物，可能表明一个更健康、更生物多样性的海草草地。
由于农业、沿海开发、破坏性捕鱼做法和疾病造成的沉积物和养分流失，海草草甸急剧减少。英国已经失去了超过40%的海草覆盖面积，与工业化前的水平相比可能高达90%。全球范围内，自18世纪以来，29%的海草已经消失，而且下降的速度还在加快，自20世纪90年代以来，每年损失约7%。
海草是鱼类的重要繁殖地，它可以改善水质，并起到碳储存的作用。因此，它的减少影响了生活在栖息地内的海洋生物，食物链上游的动物和更广泛的海洋健康。
记录海草中的声景是很有用的，因为它可以让像我这样的研究人员探测到我们不一定能看到的生物，要么是因为它们伪装或隐藏，要么可能是夜间活动。与其他一些监测方法相比，它对环境的干扰最小，而且成本低廉，效率高。在未来，你也许可以简单地放下一个记录仪，拿起它，运行一些算法，得到一些关于动物的信息。
请听伊莎贝尔·基在采访中解释她收集到的声音会话每周播客。
在我参观的每一个草地上，我都在架子上安装了手掌大小的水下麦克风，并把它们放在海床上一个星期。每天，我都会潜到水下，在麦克风旁边放一个摄像机，这样我就可以把声音和视频匹配起来。这可以帮助我分辨出哪种动物发出的声音。
回到办公室，我一直在用“声学指数”分析我的录音，这是衡量音景复杂性的指标。这包括动物的声音，也包括海浪、船只的噪音和锚链的叮当声。
接下来，我通过听一分钟长的片段来评估语音的丰富性。看看声谱图——这些声音的视觉描述——我可以数出有多少种不同的动物声音。这很费时间，但能给你带来深刻的见解。
到目前为止，我已经确定了14种不同的声音，我怀疑它们属于生活在海草中的鱼和螃蟹，加上海豚的哨声和咔哒声，当它们游过时，我可以从更远的地方听到。我可以查看声音的确切频率(或音调)以及它们发出的模式，然后更准确地将这种声音分配给动物或人类活动。
我发现了一些海草声景特征的证据，某些声音在海草中比在沙质栖息地中更常见。鱼发出低沉的咕噜声、打嗝声或呼噜声。螃蟹发出更高音调的金属般的刮擦声。
我经常听到爆裂声，这种声音在白天变得更加明显。当海草进行光合作用时，尤其是在白天阳光温暖明亮的时候，植物会产生氧气气泡，这些气泡聚集在海草叶片的表面，当它们进入水中时就会爆裂。
很难分辨出哪种动物在发出哪种声音，尤其是因为我们的海洋是如此嘈杂的地方。对于依靠声音生存的海洋动物来说，无论是寻找配偶、导航、相互交流还是寻找食物，声音污染都是一个严重的问题。
有趣的是，海草可以作为一些水下噪音污染的缓冲。作为一种三维结构，海草充当了波浪能量的物理屏障——这就是为什么它在保护沿海地区免受侵蚀方面起着至关重要的作用。它还可以吸收声波，甚至保护鱼类不受海豚的伤害，海豚利用回声定位来定位猎物。海豚的声音不能很好地穿透海草，所以鱼在这个海草声音避难所比在大海里更安全。
在两个草地上，我在海草中发现的鱼和蟹的声音比在沙地上发现的要多，正如我所预料的那样。但在一个地方，尽管那里的野生动物较少，但我听到的沙子上的声音比海草里的声音多。因此，生物多样性水平不一定直接反映在音景上。
这可能部分是由于声音在不同栖息地的传播方式不同。声音通过沙子比通过海草更容易传播。这种现象可能会导致误导性的结果，即在密度更大的海草中更难听到鱼的声音，因为海草本身会吸收声音，即使那里有更多的鱼。
研究人员在解释声景数据时需要谨慎，并考虑栖息地结构如何影响声音的传播。因此，声学监测对于研究一个地点的动物生命随时间的变化可能更有用，而不是在不同地区之间进行比较。
草地监测
希望这种类型的工作可以用来训练机器学习算法，并最终建立一个易于使用的工具来监测海草和其他海洋栖息地的生物多样性。这需要一个全面的声音库。海豚和其他海洋哺乳动物的声音已经存在，但鱼类、螃蟹和其他无脊椎动物(如虾)的声音还没有建立起来。
捕捉每个物种能发出的所有不同的声音通常是从在水族馆里录制开始的。然后，自动检测可以尝试将其与像我这样的研究人员在现场记录的声音相匹配。这将使科学家能够识别草甸减少的早期指标或衡量海草恢复项目的成功。
也许有一天，世界各地的海洋科学家将建立录音机，将沿海海域的音频片段传输到一个中央在线数据库，在那里可以自动分析声音景观，以评估海洋健康状况。这可以为我们提供有关动物种群和活动的近实时数据，帮助我们了解海洋保护措施和可持续捕鱼做法。这是一个令人兴奋的前景。
