侯亞男 郭穎 張旭 于新文 彭林鵬 歐陽萱 雷振宇 楊銘倫

(中國林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所，北京，100091)(神農(nóng)架國家公園管理局)(中國林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所)

鳥類可以提供許多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1]。研究鳥類生物多樣性能有效反映生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，其中研究鳥類物種多樣性是研究鳥類生物多樣性的核心內(nèi)容之一[2]。鳥類物種豐富度是評價該物種多樣性最直觀的指標(biāo)之一[3]，因此，掌握有效便捷的鳥類物種豐富度評價方法對于鳥類生物多樣性監(jiān)測至關(guān)重要。傳統(tǒng)鳥類物種調(diào)查方法有樣線法、捕獲法、訪談法等[4]，但是這些方法需要進(jìn)行大量野外采樣，耗時耗力，無法做到長時間的持續(xù)調(diào)查，同時這些方法會造成人類活動對鳥類行為的干擾，給鳥類物種豐富度評估帶來影響。

鳥類發(fā)聲頻繁，其鳴聲是大多數(shù)聲學(xué)群落的重要組成部分[5]，容易被自動監(jiān)測設(shè)備捕捉。隨著野外聲音采集技術(shù)的發(fā)展，研究人員提出了較為先進(jìn)的生態(tài)聲學(xué)方法[6]用于鳥類調(diào)查，該方法能夠反映聲音在種群、群落、景觀水平上的有效變化，適用于描述鳥類物種豐富度[7]。同時，該方法利用野外錄音設(shè)備進(jìn)行自動采樣，能減少野外工作的時間及成本消耗，降低觀察者對動物活動的影響，并獲得比人工調(diào)查時更多的鳥類物種信息[8]，現(xiàn)已成為評估鳥類種群狀況、變化的可行方法[9-12]。

在生態(tài)聲學(xué)中，通常通過聲學(xué)變化的指數(shù)描述當(dāng)?shù)匚锓N多樣性[13-15]。近年來，已發(fā)展出多種聲音指數(shù)用于評估聲學(xué)群落的強(qiáng)度、相對豐度、豐富度、異質(zhì)性及人為干擾對聲學(xué)群落的影響，這些指數(shù)包括生物聲學(xué)指數(shù)(BI)[16]、聲音熵指數(shù)(H)[13]、聲音均勻性指數(shù)(AEI)、聲音多樣性指數(shù)(ADI)[17]、聲音復(fù)雜度指數(shù)(ACI)[18]、聲音豐富度指數(shù)(AR)[19]、歸一化聲景指數(shù)(NDSI)[20]等。目前已有一些學(xué)者根據(jù)上述聲音指數(shù)開展了鳥類物種豐富度評價研究，Pieretti et al.[18]從19d的聲音數(shù)據(jù)中提取ACI指數(shù)，利用Spearman相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)該指數(shù)與意大利國家公園的鳥類發(fā)聲數(shù)量顯著相關(guān)；Buxton et al.[21]監(jiān)測阿拉斯加春秋2季鳥類遷徙情況，發(fā)現(xiàn)ACI指數(shù)與該地區(qū)候鳥物種數(shù)量變化呈正相關(guān)。在巴西中部草原，有研究發(fā)現(xiàn)，ADI指數(shù)與鳥類物種豐富度呈顯著正相關(guān)[22]。有研究人員同時使用多種聲音指數(shù)來評價鳥類，F(xiàn)uller et al.[23]從澳大利亞東部森林相鄰2 a內(nèi)某1個月的聲音數(shù)據(jù)中提取多種聲音指數(shù)，發(fā)現(xiàn)H、ADI、NDSI指數(shù)與景觀特征、生態(tài)狀況、鳥類物種豐富度的相關(guān)性相較于其他聲音指數(shù)而言更好；Mammides et al.[24]在云南采集了較短時間內(nèi)的聲音樣本數(shù)據(jù)，其研究表明H、ADI、AEI指數(shù)與鳥類物種豐富度、多樣性有弱相關(guān)性。

綜上所述，使用多種聲音指數(shù)能夠有效評價鳥類物種豐富度，但是目前的研究多集中于分析短時間內(nèi)的聲音數(shù)據(jù)，對于全年長時間序列內(nèi)聲音數(shù)據(jù)的分析少見報道。然而對于鳥類調(diào)查而言，持續(xù)整年的聲學(xué)調(diào)查有助于發(fā)現(xiàn)鳥類聲學(xué)活動在不同季節(jié)的變化特征及不同季節(jié)內(nèi)變化的關(guān)鍵時刻，有利于評估由于氣候或人為干擾導(dǎo)致的鳥類聲學(xué)活動變化，可為生態(tài)完整性的長期評估提供參考。

本研究根據(jù)長時間序列范圍內(nèi)采集的聲音數(shù)據(jù)，以神農(nóng)架國家公園體制試點(diǎn)區(qū)為例，提取不同季節(jié)的聲音指數(shù)，分析這些聲音指數(shù)與神農(nóng)架鳥類物種豐富度的相關(guān)性，通過相關(guān)性較強(qiáng)的聲音指數(shù)探索該地區(qū)鳥類在不同季節(jié)的活動變化，以實(shí)現(xiàn)該地區(qū)鳥類物種豐富度的快速評估。

1 研究區(qū)概況

神農(nóng)架是國家發(fā)展和改革委員會確立的9個國家公園試點(diǎn)區(qū)之一。該試點(diǎn)區(qū)位于109°56′3.347″～110°36′26.799″E，31°17′27.317″～31°36′27.317″N，地處湖北神農(nóng)架林區(qū)西南部，總面積約為1 325.06 km2，涉及神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地、世界地質(zhì)公園、國家級自然保護(hù)區(qū)、國家森林公園、5A級風(fēng)景名勝區(qū)、大九湖國家濕地公園、大九湖省級自然保護(hù)區(qū)等保護(hù)地及木魚林場、溫水林場、徐家莊林場的部分或全部區(qū)域[25-26]。該區(qū)域多高山，平均海拔1 800 m，最高峰神農(nóng)頂海拔3 105.4 m，是華中地區(qū)最高峰，氣候?qū)儆诒眮啛釒Ш团瘻貛У倪^渡區(qū)域，受山脈影響，氣溫垂直分帶明顯，年降水量800～2 500 mm，降水量隨海拔增高而增加。

圖1研究區(qū)域與采樣點(diǎn)

本研究采樣點(diǎn)位于神農(nóng)架國家公園體制試點(diǎn)區(qū)內(nèi)大龍?zhí)侗Ｗo(hù)站附近，該區(qū)域?yàn)閲壹壷攸c(diǎn)保護(hù)動物川金絲猴的主要生活區(qū)域。該區(qū)域內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)尚未記錄的鳥類[27]，具有鳥類研究的潛力。區(qū)域內(nèi)落葉闊葉林、落葉針葉林、常綠針葉林混交分布，樹木郁閉度較高，氣候季節(jié)性變化明顯。

2 研究方法

2.1 聲音采集

為了采集神農(nóng)架國家公園體制試點(diǎn)區(qū)的聲音數(shù)據(jù)，于2018年布設(shè)了11個野生動物聲學(xué)記錄儀[28](圖2)，這些采樣點(diǎn)盡可能覆蓋樣區(qū)內(nèi)坡頂、坡中、坡底、溪流、溝谷等不同的生境類型。除采樣點(diǎn)1、2、3之外，其余采樣點(diǎn)間最小距離大于200 m，以盡量減少聲音數(shù)據(jù)的偽復(fù)制(群落中大多數(shù)物種的聲音會在該距離下衰減)。每個采樣點(diǎn)的設(shè)備每10 min捕捉2 min數(shù)據(jù)，全天候不間斷，每日獲得數(shù)據(jù)144段。這些數(shù)據(jù)以采樣頻率64 kHz，量化位數(shù)16位的單聲道flac音頻文件進(jìn)行存儲。

圖2 采樣點(diǎn)基本信息及設(shè)備

同時，為了確定聲音數(shù)據(jù)中的鳥類鳴聲類別，我們在神農(nóng)架保護(hù)區(qū)工作人員的協(xié)助下對現(xiàn)場聲音數(shù)據(jù)及歷史聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行了人工監(jiān)聽，以確定鳥類物種豐富度的值。

2.2 聲音數(shù)據(jù)預(yù)處理

采樣點(diǎn)1、2、4、6、9、10由于設(shè)備故障未能記錄到整年的聲音數(shù)據(jù)，因此在本研究中選擇采樣點(diǎn)3、5、7、8、11的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從2018年白露至2019年處暑之間，以24節(jié)氣為時間節(jié)點(diǎn)，選擇這5個采樣點(diǎn)附近3 d的錄音數(shù)據(jù)，去除因設(shè)備原因而不能使用的數(shù)據(jù)，在5個采樣點(diǎn)共獲得19 854條錄音數(shù)據(jù)。

在計(jì)算聲音指數(shù)前，為了節(jié)省計(jì)算時間和保持頻譜分辨率，將每段錄音下采樣到44.1 kHz的采樣率。譜減法[29]由于計(jì)算復(fù)雜度低，實(shí)時性強(qiáng)，是一種常用的語音增強(qiáng)算法。在野外采集聲音數(shù)據(jù)時，不可避免錄入設(shè)備底噪，因此，在本研究中使用譜減法去除設(shè)備底噪。低頻聲音常被認(rèn)為是受大氣噪聲的影響，因此可以使用1 kHz的高通濾波器去除。本研究為了保留神農(nóng)架一些低頻的生物聲音，試驗(yàn)時降低了閾值，使用500 Hz的高通濾波進(jìn)行預(yù)處理[30]。

2.3 聲音指數(shù)計(jì)算

本研究中選擇的聲音指數(shù)為ACI、ADI、AEI、BI、H、NDSI指數(shù)等常用的聲音指數(shù)。并未選擇AR指數(shù)的原因是由于AR指數(shù)是1個根據(jù)輸入的聲音數(shù)據(jù)對每段數(shù)據(jù)進(jìn)行等級評定的指標(biāo)，受到輸入數(shù)據(jù)數(shù)量的影響較大。根據(jù)頻譜來分析的指數(shù)均是使用窗口長度為512幀，跳躍長度為256幀的快速傅里葉變化頻譜的平方幅值計(jì)算。

ACI指數(shù)[18]是指通過計(jì)算連續(xù)頻譜中單個頻段的頻譜幅度的平均絕對值來描述相鄰頻段能量的變化。由于背景噪聲在不同頻段的變化通常較小，因此該指數(shù)對噪聲不敏感，能夠在高背景噪聲下使用。計(jì)算公式如下：

式中：q為頻段的個數(shù)；m為時間步長的個數(shù)；n為每一頻段中的子集個數(shù)；Ik為聲音強(qiáng)度。

ADI指數(shù)[17]通過香農(nóng)指數(shù)計(jì)算。將頻譜分為10個頻段，取每個頻段中高于閾值-50 dB的信號比例，然后將香農(nóng)熵指數(shù)應(yīng)用于這些選定的值，公式如下：

式中：pi為高于閾值-50 dB的信號比例；S為頻段數(shù)量。

AEI指數(shù)[31]的計(jì)算方法第1步與ADI指數(shù)相同，但之后是通過計(jì)算基尼系數(shù)來提供均勻性的度量，該指數(shù)與ADI指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。公式如下：

式中：pi為高于閾值-50 dB的信號比例，并將其按升序排列，使pi≤pi+1。

BI指數(shù)[16]是計(jì)算在2～8 kHz的平均頻譜與該平均頻譜的最小分貝值之間的曲線面積，公式如下：

式中：Smean為該頻段的平均頻譜；Smin為最小分貝值；f為頻段的長度。

H指數(shù)[13]由波譜熵指數(shù)(Hf)和時序熵指數(shù)(Ht)組成，這2個指數(shù)描述了聲音信號在頻率、時間上分布的無序程度。指數(shù)值來源于波譜概率密度函數(shù)的香農(nóng)熵指數(shù)，對于Hf，概率密度函數(shù)由平均譜導(dǎo)出；對于Ht，概率密度函數(shù)由振幅包絡(luò)導(dǎo)出，公式如下：

H=Ht×Hf。

式中：n為數(shù)字化后的聲音信號長度；A(t)為振幅包絡(luò)的概率質(zhì)量函數(shù)；S(f)為平均波譜的概率質(zhì)量函數(shù)。

NDSI指數(shù)[20]能夠判斷人為干擾對聲景的影響。計(jì)算公式如下：

式中：Bs為生物聲，As為人工聲。人工聲集中在1～2 kHz，生物聲集中在2～11 kHz。當(dāng)NDSI值接近1，表示環(huán)境中生物聲音活動占主導(dǎo)；當(dāng)NDSI值接近-1，則表示環(huán)境中人為干擾較多。

2.4 聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度相關(guān)性分析

為了評價各聲音指數(shù)與神農(nóng)架鳥類物種豐富度之間的相關(guān)性，本研究計(jì)算了每個采樣點(diǎn)的聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度的Spearman秩相關(guān)系數(shù)。該方法是反映2個變量之間關(guān)聯(lián)程度的常用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，可以根據(jù)2個變量的排序位置作線性相關(guān)分析，不強(qiáng)制原始數(shù)據(jù)的分布情況及樣本容量。

根據(jù)具有高多樣性水平的群落能夠產(chǎn)生更豐富的聲學(xué)環(huán)境這一生態(tài)聲學(xué)基本假設(shè)[13-15]，選擇每日中聲學(xué)活動最劇烈時刻的聲音指數(shù)值作為該日的聲音指數(shù)代表。由于鳥類物種豐富度可以用最直觀的物種數(shù)來說明[32]，結(jié)合實(shí)地調(diào)查獲得的鳥類物種信息，通過人工監(jiān)聽的方式可以確定聲音數(shù)據(jù)中的鳥類鳴聲類別，從而估計(jì)其鳥類物種豐富度。

3 結(jié)果與分析

3.1 聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度相關(guān)性

為了分析聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度的相關(guān)性，本研究計(jì)算了每段錄音的6種指數(shù)。由于NDSI指數(shù)是通過聲音頻率范圍來判斷是否為生物聲音，進(jìn)行降噪處理會影響其結(jié)果，因此采用未降噪數(shù)據(jù)計(jì)算NDSI指數(shù)。采樣點(diǎn)的聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度相關(guān)性分析結(jié)果見表1。根據(jù)Spearman秩相關(guān)系數(shù)的分析結(jié)果，BI指數(shù)在采樣點(diǎn)5、7與鳥類物種豐富度呈極顯著相關(guān)，其在采樣點(diǎn)5的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.610。ACI指數(shù)在采樣點(diǎn)3、5、11與鳥類物種豐富度呈極顯著相關(guān)，其中采樣點(diǎn)11相關(guān)系數(shù)最高，為0.736。AEI指數(shù)、H指數(shù)在采樣點(diǎn)11與鳥類物種豐富度呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.474、0.475。NDSI指數(shù)在采樣點(diǎn)5、7、8與鳥類物種豐富度呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)最高為0.669；在采樣點(diǎn)11，由于其昆蟲活動較多，很多高NDSI值的出現(xiàn)是由于昆蟲鳴聲而非鳥類，因此相關(guān)性較弱。ADI指數(shù)與鳥類物種豐富度無極顯著相關(guān)性。

表1 各采樣點(diǎn)的聲音指數(shù)與其鳥類物種豐富度的Spearman秩相關(guān)系數(shù)

為了盡可能減少自然聲、人類活動聲音及其他生物聲音對聲音指數(shù)評價鳥類物種豐富度的影響，本研究通過人工監(jiān)聽的方式將上述干擾聲音數(shù)據(jù)去除，并分析優(yōu)化后的聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度的Spearman秩相關(guān)系數(shù)，結(jié)果如表2所示。其中，由于NDSI指數(shù)本質(zhì)是判斷人類活動聲音與生物聲音的指數(shù)，因此，對于NDSI指數(shù)僅去除自然聲造成的干擾。從表中可以看出，相較于去除干擾前的結(jié)果(表1)，ACI、BI指數(shù)與鳥類物種豐富度的相關(guān)性有所提升。其中，ACI指數(shù)在采樣點(diǎn)8與鳥類物種豐富度呈顯著相關(guān)，在其余采樣點(diǎn)均呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)最高達(dá)0.824。BI指數(shù)在采樣點(diǎn)5、7、11與鳥類物種豐富度均表現(xiàn)出極顯著相關(guān)。NDSI指數(shù)在采樣點(diǎn)5、7與鳥類物種豐富度表現(xiàn)出極顯著相關(guān)，在采樣點(diǎn)3、8呈顯著相關(guān)，由于采樣點(diǎn)11受到天氣的影響較少，因此該采樣點(diǎn)的相關(guān)性無變化。AEI指數(shù)仍僅在采樣點(diǎn)11與鳥類物種豐富度呈極顯著相關(guān)。其余聲音指數(shù)均不存在極顯著相關(guān)的情況。

綜合分析表1、表2的結(jié)果可以看出，BI、ACI、NDSI指數(shù)與鳥類物種豐富度的相關(guān)性較好，適合作為其評價指標(biāo)；其余聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度的相關(guān)性較差，較不適用于鳥類物種豐富度評價。

表2 去除干擾后各采樣點(diǎn)的聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度的Spearman秩相關(guān)系數(shù)

3.2 不同季節(jié)的聲音指數(shù)對比

為了分析鳥類聲音活動在不同季節(jié)的差異，本研究在聲音指數(shù)與鳥類物種豐富度相關(guān)性研究結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了相關(guān)性較好的BI、ACI、NDSI指數(shù)在5個采樣點(diǎn)不同季節(jié)的表現(xiàn)，其中，圖中聲音指數(shù)值是在該季節(jié)中所有天內(nèi)同一時刻的聲音指數(shù)的平均值(圖3)。

由圖3可知，各采樣點(diǎn)的BI、ACI指數(shù)在各季節(jié)的表現(xiàn)具有一致性，即在夏季時日變化規(guī)律明顯，均為在夜間的指數(shù)值趨于平穩(wěn)，在黎明時迅速上升，白天保持高值，到傍晚時下降，這種日變化規(guī)律與鳥類黎明合唱及黃昏合唱的習(xí)性[33]一致，且在05:00—19:00這一時間段內(nèi)，這2種聲音指數(shù)的值較其他季節(jié)更大。在冬季，BI、ACI值整日都處于較低水平，且無明顯變化；在春秋2季這2種聲音指數(shù)也具有相同變化規(guī)律，但是變化程度弱于夏季。

從圖3中可以看出，NDSI指數(shù)季節(jié)表現(xiàn)與BI、ACI指數(shù)不太一致。在夏季時，大多數(shù)采樣點(diǎn)的NDSI指數(shù)的日變化時刻同樣為05：00、19：00，日變化情況與BI、ACI指數(shù)相似，其中在采樣點(diǎn)11，該指數(shù)在00:00～05:00出現(xiàn)高值，這是由于該采樣點(diǎn)受附近夏季夜間昆蟲活動的影響。在其余季節(jié)，僅采樣點(diǎn)11的日變化規(guī)律與另外2種聲音指數(shù)相似，其余采樣點(diǎn)的日變化規(guī)律不明顯。同時從圖中發(fā)現(xiàn)，在采樣點(diǎn)3、7、8的NDSI指數(shù)值偏高，采樣點(diǎn)8更是呈現(xiàn)出接近于1的高值。通過實(shí)地調(diào)查可知，這3個采樣點(diǎn)靠近水流，人工監(jiān)聽發(fā)現(xiàn)水流聲頻率集中在3～6 kHz，這是造成NDSI指數(shù)值偏高的原因，且由于采樣點(diǎn)3靠近保護(hù)區(qū)金絲猴研究區(qū)域，人類活動在該采樣點(diǎn)附近相對較多，在鳥類活動相對較少的春秋冬季，人類活動使得偏高的NDSI指數(shù)值在該采樣點(diǎn)附近出現(xiàn)向下波動。

圖3 不同采樣點(diǎn)相關(guān)性較好的聲音指數(shù)季節(jié)差異

通過這些聲音指數(shù)的季節(jié)差異可以發(fā)現(xiàn)，夏季時鳥類聲音活動頻繁，在夏季早晨05：00左右鳥類開始黎明合唱，在19:00左右出現(xiàn)黃昏合唱；春秋有鳥類活動但不如夏季活躍，且春秋2季時，黎明合唱開始時間晚于夏季，黃昏合唱結(jié)束時間早于夏季；冬季，很少能捕捉到鳥類活動。這種季節(jié)差異也符合鳥類種群的季節(jié)性變化規(guī)律。鳥類大多在春季繁殖，之后由于新生個體的長成，其種群密度上升，隨后隨著部分個體的死亡，種群密度下降，到來年繁殖季開始時，種群密度最低[34]。同時，根據(jù)神農(nóng)架歷史野外考察記錄[25，35]，神農(nóng)架的鳥類組成中，留鳥占絕大部分，其次是夏候鳥、冬候鳥、旅鳥。4個季節(jié)中，鳥類物種豐富度由高到低依次是夏季(148種)、秋季(77種)、春季(72種)、冬季(28種)，這種差異一定程度也印證了聲音指數(shù)的季節(jié)差異。通過對聲音指數(shù)的長時間變化分析可以發(fā)現(xiàn)，相較于之前使用的短時間內(nèi)的聲音指數(shù)[23-24]，長時間內(nèi)的聲音指數(shù)能夠更加準(zhǔn)確地獲取聲音指數(shù)日變化的關(guān)鍵時刻，更適用于鳥類物種豐富度評價。

4 結(jié)論與討論

采用生態(tài)聲學(xué)的方法能夠有效評價鳥類物種豐富度，其中ACI、BI指數(shù)整體與神農(nóng)架鳥類物種豐富度相關(guān)性較好，這與其他研究的結(jié)論一致[16，18]。通過對不同季節(jié)的聲音指數(shù)的日變化對比分析可知，在夏季，研究區(qū)的鳥類黎明合唱的開始時間早于春秋2季，黃昏合唱的結(jié)束時間晚于春秋2季，這與鳥類生物特性有關(guān)，原因是鳥類鳴唱的時間與繁殖期、捕食期、地域活動密切相關(guān)[33]。其次可以說明，通過聲音指數(shù)變化規(guī)律，能夠確定該地區(qū)鳥類活動的時間序列變化及活躍時間區(qū)間，有助于確定重點(diǎn)監(jiān)測、研究的時間，進(jìn)一步證明了根據(jù)聲音指數(shù)的生態(tài)聲學(xué)方法可以有效反映鳥類物種豐富度隨時間的變化情況。

在分析過程中發(fā)現(xiàn)，使用生態(tài)聲學(xué)方法評價鳥類物種豐富度時，最重要的是需要排除自然聲、人類活動聲音及其他生物聲音的干擾。其中，天氣條件對鳥類鳴唱影響較大[36]。低溫、暴雨、強(qiáng)風(fēng)等都會降低、減少鳥類鳴唱的強(qiáng)度及時間，這些惡劣天氣情況產(chǎn)生的噪聲也會使聲音指數(shù)計(jì)算產(chǎn)生誤差，比如人工監(jiān)聽發(fā)現(xiàn)采樣點(diǎn)3、5的ACI指數(shù)受到天氣情況干擾較多，當(dāng)去除干擾后，其ACI指數(shù)與鳥類物種豐富度相關(guān)性有所提升。很多研究會在采集聲音的同時記錄天氣[19，37]，以便能夠自動排除天氣干擾。

通過人工監(jiān)聽發(fā)現(xiàn)，另一個干擾源是人聲和伴隨著人類活動出現(xiàn)的馬達(dá)聲、敲擊聲等。有學(xué)者提出可以用NDSI指數(shù)來描述聲景中的生物聲音占比[20]。本研究中，NDSI指數(shù)與鳥類物種豐富度相關(guān)性較好，在采樣點(diǎn)5、11，可以通過NDSI指數(shù)判斷生物聲音及非生物聲音；而在采樣點(diǎn)3、7、8，由于水流聲的影響，這些采樣點(diǎn)的NDSI指數(shù)值偏高，會將無聲學(xué)活動的錄音誤判為生物聲音，不適合使用NDSI指數(shù)作為判斷依據(jù)。相較于人工監(jiān)聽，通過NDSI指數(shù)判斷，可以去除人工干擾，提升其余聲音指數(shù)效果，但是需要在進(jìn)行聲音數(shù)據(jù)采集前做好規(guī)劃，選擇合適的采樣點(diǎn)，避免如水流聲等持續(xù)高頻聲音對于NDSI指數(shù)結(jié)果的干擾。

本研究采用生態(tài)聲學(xué)方法，根據(jù)長時間序列的聲音數(shù)據(jù)，提取常用的BI、ACI、NDSI、ADI、AEI、H6種聲音指數(shù)，以神農(nóng)架國家公園體制試點(diǎn)區(qū)為例，研究長時間范圍內(nèi)聲音指數(shù)與當(dāng)?shù)伉B類物種豐富度的相關(guān)性。結(jié)果表明，ACI、BI、NDSI指數(shù)能較好反映當(dāng)?shù)氐镍B類物種豐富度，且長時間序列的聲音指數(shù)可以有效反映不同時間段內(nèi)該地區(qū)的鳥類活動變化情況。研究發(fā)現(xiàn)，利用聲音監(jiān)測鳥類多樣性，能夠有效節(jié)省野外調(diào)查的時間、人力，減少調(diào)查者對鳥類的干擾，同時錄音數(shù)據(jù)便于保存，能夠進(jìn)行重復(fù)分析，是一種具有前景的生物多樣性監(jiān)測及保護(hù)方法。在使用聲音指數(shù)時，還需要注意排除天氣、人類活動及其他物種的影響。在未來的研究中，還需進(jìn)一步將生態(tài)聲學(xué)方法擴(kuò)展到不同地區(qū)的鳥類物種豐富度的評價中，以獲取更適合的聲音指數(shù)，為生態(tài)研究、環(huán)境影響評估、保護(hù)區(qū)管理提供支持。