科学家很早就已经知道,从喷气发动机的轰鸣到船舶螺旋桨的嗡鸣,人类活动产生的噪声会伤害动物,甚至会干扰鱼卵的正常发育。但此前人们并不清楚这一问题的普遍严重程度。
一项11月5日发表于《科学》的大规模分析表明,噪声带来的影响远比研究人员预想的范围更广。研究涵盖陆地与水域共177个物种的数据,结果显示,人为噪声会从根本上改变动物的生理机能与行为模式,还会造成许多动物过早死亡。
“人类走到哪里,就会把噪声带到哪里。”澳大利亚乐卓博大学的Lucille Chapuis说,“几乎随便找一个物种,噪声都会对它产生影响。”
船舶航行产生的声音会在水下传播数公里,对包括鱼类和鲸类种群在内的海洋生物造成影响。图片来源:Ore Huiying/Bloomberg
对野生动物而言,人为噪声绝不只是烦恼。噪声会改变鸟类的鸣叫模式,让蜘蛛心跳加速,还会迫使北极一角鲸放弃觅食下潜。但过往绝大多数研究都只针对某一类噪声和某一个特定物种展开。
英国贝尔法斯特女王大学的Hansjoerg Kunc和Rouven Schmidt汇总了214项研究的数据,这些研究观测过分布在全球97%国家内的各类物种。研究团队统计出1000多起噪声污染影响物种的案例,其产生的后果涵盖生理变化、物种间互动模式改变等多种情况。
总体来看,80%的被研究物种至少有一项性状受到噪声影响而改变。这个数据让论文通讯作者Kunc感到震惊:“这真的十分触目惊心。几乎每一项研究都观测到至少一处生物改变。”
对部分物种而言,噪声会改变基因表达,另一些物种的免疫功能或呼吸机能受到干扰,还有的物种会出现器官发育异常。噪声同样会改变部分动物的觅食、移动及避险行为。有时,噪声会对不同物种造成截然相反的效应。例如噪声对亲代抚育幼崽行为的影响。面对噪声干扰,有些物种会增加抚育投入,而另一些物种则会减少抚育行为。
即便是同一个物种内部,个体的反应也存在差异。研究人员在西蓝鸲的鸟巢播放一小时交通噪声后,部分成鸟会疏于照料雏鸟;但长期栖息在持续嘈杂环境下的同类,噪声越大,亲鸟给幼鸟喂食的频次反而越高。
噪声污染还会制造出“受益物种”与“受害物种”。以蝙蝠为例,蝙蝠捕猎需要聆听飞蛾等猎物微弱的窸窣动静。环境存在噪声时,蝙蝠要花费更长时间才能找到猎物,消耗更多体力,飞行距离增加,捕获的猎物却变少。
“这里蝙蝠是明显的受害方。”Kunc说,“反过来,飞蛾却从中获益,噪声对飞蛾的负面影响相对更小。”总体统计显示,受噪声影响,捕食者要多耗费2.5倍的精力,捕获猎物的数量却减少1/4。
不过,对被捕食者来说也不全是利好。岸蟹、龙虾以及其他海洋生物常会躲进掩体以躲避天敌。但封闭掩体能够放大船舶噪声,迫使它们暴露在开阔水域,反而更容易遭到捕食。
荷兰莱顿大学的Hans Slabbekoorn表示,这恰恰体现了噪声影响的复杂性。“噪声或许不会直接伤害你,但会影响你的猎物,或者和你存在生态关联的其他物种。”
在部分情况下,噪声的影响足以致命。在受噪声侵扰的区域,物种种群数量约下降40%,死亡率上升近140%。“一声巨响就可以直接造成动物死亡。”Chapuis介绍。例如海洋地震勘探会用气枪产生强声波,用来探测海底的油气矿藏,但这种声波能够导致鱼鳔破裂。“这就是当场致死。噪声响度极高,破坏力极强。”
研究团队希望这份新的数据成果可以帮助政策制定者完善或出台法规,降低环境噪声水平。Kunc提出了一些降噪思路,比如推广电动汽车与电动船舶,同时在陆地与海洋划定零噪声区域。
部分地区已经采取了相关保护措施。例如,美国国家公园管理局致力于保护“声景”,这一概念可以理解为听觉层面的自然景观;欧盟自2008年起出台相关水下噪声管控政策。
Chapuis表示,政策制定者还需要明确究竟多大的噪声强度会伤害动物、哪些区域噪声危害最大,这样才能优化、制定管控条例。
在Kunc看来,保护声景应当成为生物保护工作的核心一环。“最稳妥的对策,就是尽最大可能减少噪声。”(来源:中国科学报 王方)
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.adu9593