土壤就像一個(gè)復(fù)雜的小宇宙,里面充滿了縱橫交錯(cuò)的“隧道”和微小的空洞,居住著形形色色的生命。每一紙杯體積的泥土中可能包含超過1億個(gè)生物體,涉及5000多種不同物種。這些土壤中的“居民”可以分為不同的大小層級(jí):最微小的是細(xì)菌、真菌和病毒等微生物,接著是略大一些的彈尾動(dòng)物和螨蟲,然后是如蜈蚣、蛞蝓和蚯蚓等較大的生物。此外,一些動(dòng)物如鼴鼠、老鼠和兔子雖然主要生活在地表,但也會(huì)在土壤中挖掘的洞穴和隧道中度過許多時(shí)光。這些不同生物共同構(gòu)建了土壤的生態(tài)系統(tǒng),維持著大地的生機(jī)。
生態(tài)聲學(xué)家馬庫(kù)斯·梅德出于好奇,把一個(gè)特制的麥克風(fēng)插進(jìn)土壤中。這是他第一次聽到來自土壤的聲音——這些聲音非常奇怪,有噔噔聲、啾啾聲、刮擦聲,甚至還有無(wú)法用詞語(yǔ)來描述的聲音。通過聆聽這些聲音,我們能了解地下生命的脈搏。
精彩的地下“音樂”向我們打開了窺探地下生命進(jìn)食、狩獵與合作的一扇窗口。生態(tài)聲學(xué)就是研究包括土壤等生態(tài)環(huán)境中聲學(xué)的學(xué)科。
1咀嚼植物根部的昆蟲幼蟲會(huì)在咬斷食物纖維時(shí)發(fā)出短促的“咔嗒”聲。蚯蚓在爬過地下“隧道”時(shí)會(huì)發(fā)出“沙沙”聲,植物根系穿過土壤顆粒時(shí)也會(huì)發(fā)出這樣的聲音,但根系的移動(dòng)速度比蚯蚓慢得多,節(jié)奏也更為穩(wěn)定。通過區(qū)分這些聲音,生態(tài)聲學(xué)可以為一些問題提供線索。比如,植物根系的生長(zhǎng)是在什么時(shí)候?是在晚上嗎?還是在白天?或者只在下雨的時(shí)候?
捕食
2與人類相比,許多生物對(duì)地下的“音樂”顯得更加敏感。我們??吹进B兒歪著頭在草坪上跳躍。研究人員認(rèn)為,這可能是它們?cè)趦A聽地下蚯蚓或昆蟲幼蟲的聲音。鳥兒往往會(huì)在聽到這些聲音時(shí)及時(shí)啄開土壤,捕捉到毫無(wú)防備的獵物。
溝通
3生活在地下洞穴中的鼴鼠會(huì)用頭或四肢撞擊隧道壁來與其他鼴鼠溝通;切葉蟻的工蟻在巢穴坍塌時(shí)會(huì)發(fā)出噪聲,吸引其他工蟻趕到現(xiàn)場(chǎng),挖洞救援……
4一些動(dòng)物的耳朵已經(jīng)進(jìn)化出適應(yīng)機(jī)制,以便更好地捕捉在地下傳播的聲音。在納米布沙漠中生活著一種被稱為金毛鼴的物種,這種小型、毛茸茸的哺乳動(dòng)物基本上依賴聽覺而非視覺來感知周圍的世界。它們?cè)谝雇韺㈩^和肩膀埋入沙子中,像游泳一樣在沙丘中尋找白蟻。在金毛鼴的中耳中,更大體積的聽小骨便于聲音傳導(dǎo),再加上聲音在固體介質(zhì)中的傳播速度比在空氣中更快,金毛鼴能夠更快地定位獵物。
感知
生態(tài)聲學(xué)有許多實(shí)際應(yīng)用。它可用于監(jiān)測(cè)污染土壤的修復(fù)效果,在有效評(píng)估土壤的健康狀況的同時(shí)避免產(chǎn)生過多的干擾。健康的土壤生機(jī)勃勃,聲音復(fù)雜,受損的土壤死氣沉沉,沒什么聲音。地下“交響樂”向我們展現(xiàn)了地下世界的另一番景象。