Быстрый акустический учет для оценки биоразнообразия

Оценка биоразнообразия остается одной из наиболее сложных задач, с которыми сталкиваются экологи и специалисты по охране природы. Эта задача становится еще более актуальной в связи с продолжающимся усилением утраты местообитаний. В течение нескольких десятилетий были разработаны многочисленные методы — от экспресс-оценки биоразнообразия (RBA) до инвентаризации биоразнообразия всех таксонов (ATBI), — предназначенные для оценки локального видового богатства. Однако эти методы дороги и инвазивны. Многие группы животных — птицы, млекопитающие, земноводные, рыбы и членистоногие — издают звуки при перемещении, коммуникации или восприятии окружающей среды. В данной работе мы предлагаем новую концепцию и метод описания биоразнообразия. Мы предлагаем отказаться от идентификации видов или морфовидов, используемой соответственно в ATBI и RBA, и рассматривать эту проблему на другом эволюционном уровне — уровне сообщества. Мы также предполагаем, что часть биоразнообразия можно оценивать и сравнивать посредством быстрого акустического анализа звуков, издаваемых сообществами животных. Мы разработали индексы альфа- и бета-разнообразия, которые сначала протестировали на 540 смоделированных акустических сообществах. Индекс альфа-разнообразия, измеряющий акустическую энтропию, демонстрирует логарифмическую корреляцию с числом видов в акустическом сообществе. Индекс бета-разнообразия, оценивающий как временные, так и спектральные различия, линейно связан с числом видов, не являющихся общими для акустических сообществ. Затем мы применили оба индекса к двум близко расположенным сухим низменным прибрежным лесам Танзании. Для этой небольшой выборки индексы выявили более низкое акустическое разнообразие в сильнее нарушенном лесу, а акустические различия между двумя лесами указывали на то, что деградация могла значительно сократить и изменить состав сообществ. Наши результаты впервые демонстрируют, что показатель биологического разнообразия можно надежно получить неинвазивным способом при ограниченных затратах на отбор проб. Этот новый подход может облегчить оценку разнообразия животных в широких пространственных и временных масштабах.