人類製造的噪音正在傷害動物。我們能學會保持安靜嗎?

人類製造的噪音正在傷害動物。我們能學會保持安靜嗎?

MIT Technology Review·

AI 生成摘要

人類活動產生的噪音污染嚴重干擾了動物的溝通、交配與生存,但疫情期間短暫的寧靜顯示,只要我們能降低環境噪音,生態系統就能迅速恢復。

當新冠肺炎(covid-19)疫情爆發時,珍妮佛·菲利普斯(Jennifer Phillips)想到了麻雀的歌聲。

那些歌聲變得更容易聽見了,因為世界突然安靜了下來。隨著人們居家避難並轉向遠距工作,汽車流量驟減。航空旅行崩潰。城市——通常充斥著鳴笛、尖銳煞車聲和引擎轟鳴的交通鬧劇——變得像墳墓一樣寂靜。

多年來,菲利普斯一直在研究動物如何應對「人為噪音」,即人類活動產生的喧囂。她和同事們發現,大多數動物真的很不喜歡噪音。動物不斷地傾聽周遭的世界:牠們警惕著掠食者靠近的沙沙聲,或是同類發出的求偶鳴叫。隨著人類社會的擴張——不斷蔓延的城市、工業礦場和縱橫交錯的道路——環境也變得更加嘈雜,動物們越來越難聽到彼此的聲音。

噪音是隱形的;沒有翻騰的煙囪,也沒有被污染的水道。我們只是習慣了它在背景中震動。

菲利普斯和她的同事曾在 2010 年代於舊金山的要塞公園(Presidio)記錄白冠帶鵐(white-crowned sparrows)的聲音。這座公園一半是寧靜的自然景觀,一半是汽車噪音,因為園內雖然林木茂密、草地廣闊,卻也有兩條高速公路橫穿而過,通往金門大橋。在始於 1950 年代的早期錄音中,麻雀的歌聲旋律複雜、音調較低,且有三種主要的「方言」。但到了 2010 年代,要塞公園的交通量激增,喧囂聲大到鳥類開始以更快的顫音和更高的音調歌唱,好讓同伴能聽見。其中兩種最安靜的方言若非已經消失,就是正走向滅絕。

菲利普斯說,牠們是在「聲嘶力竭地尖叫」。「當交通噪音存在時,牠們真的聽不到低頻的聲音。」城市噪音甚至會改變鳥類的身體;牠們變得更瘦,壓力更大。牠們的求偶鳴叫效果不佳,因為研究人員發現,雌鳥通常不喜歡高音調、高分貝的叫喊(這會讓牠們懷疑雄鳥是否健康)。噪音還會增加鳥類之間的衝突,因為當鳥類聽不到警告聲時,會不小心闖入敵對領地。或許最糟糕的是,在這種情況下,生物多樣性會受到打擊:無法忍受城市喧囂的整個物種會直接離開城鎮,再也不回來。

但隨著疫情帶來突然且怪異的沉默,菲利普斯坐在家裡心想:現在真的很安靜。接著她好奇:要塞公園的鳥兒現在是否能更清楚地聽到彼此的聲音?

她衝到公園開始錄音。果然,公園安靜了 7 分貝——這是一個巨大的降幅(這相當於一般家庭噪音與耳語之間的差距)。

令人驚訝的是,研究人員發現白冠帶鵐的歌聲發生了轉變。牠們唱得更安靜,頻率範圍更豐富。鳥鳴聲的傳播距離是以前的兩倍。而且求偶鳴叫變得更加撩人。

「牠們可以表現得更好,基本上是唱出更性感的歌,而不必叫得那麼大聲,」菲利普斯說。

這就像時間倒流,所有的損傷都突然修復了。這證明了菲利普斯和她的同行們日益記錄到的事實:人為噪音是我們需要應對的最新污染形式。我們那永不停歇的工業社會所產生的噪音,正以我們才剛開始理解的方式影響著地球上的所有生命,包括野生動物和人類。然而,電氣化和聰明的城市設計等策略可能有所幫助。正如要塞公園所展示的,一旦我們弄清楚如何安靜下來,噪音可以在一夜之間消失。

隱藏的影響

許多形式的污染對人類來說是顯而易見的。將有毒物質傾倒進湖泊?當然,那很糟糕。燃煤煙囪排放煤煙和二氧化碳,塑料袋和漁網勒死鯨魚——我們現在明白這些也是問題。甚至像光害這樣模糊的概念也在一定程度上滲透進了大眾意識,因為這就是為什麼城市居民看不到星星,而且我們聽說這會干擾候鳥遷徙。

但主要來自交通的噪音,花了更長時間才進入我們的雷達。部分原因是它是隱形的;沒有翻騰的煙囪,也沒有被污染的水道。我們只是習慣了它在背景中震動。

舊金山要塞公園的麻雀開始以更快的顫音和更高的音調歌唱,以便在附近的交通噪音中讓同伴聽見。GETTY IMAGES

黑頦北蜂鳥似乎更喜歡嘈雜的地區,在這些地區孵化的幼鳥比在安靜地區的同類更多。MDF/WIKIMEDIA COMMONS

在 70 和 80 年代,有一些研究顯示動物會受到我們噪音的干擾。但這個領域真正開始蓬勃發展是在 2000 年代,部分原因是數位技術讓在野外記錄長時段聲音並進行分析變得更容易。早期的挑戰來自生物學家漢斯·斯拉伯科恩(Hans Slabbekoorn),他在萊頓市研究鴿子時,惱火地發現由於背景噪音,他很少能獲得清晰的錄音。有時他會看到鴿子的喉嚨在咕咕叫時跳動,卻聽不到聲音。「如果我聽牠們都有困難,」他想,「那牠們呢?」

於是他和一位同事開始記錄萊頓不同地區的環境音量。有些是安靜的住宅區,記錄到舒緩的 42 分貝;有些是嘈雜的交叉路口或高速公路附近,達到 63 分貝,大約和背景音樂一樣響。果然,他發現嘈雜地區的鳥類歌聲頻率更高。

在接下來的二十年裡,該領域的研究遍地開花。科學家發現,噪音對動物有幾種常見的負面影響。它肯定會干擾溝通。但它通常也會讓牠們感到壓力,降低從體重到對求偶鳴叫接受度的一切指標。如果動物在靠近道路的地方築巢,其繁殖率可能會下降;例如,東藍鴝產出的幼鳥較少。真正的震耳欲聾——比如附近機場飛機起飛——會導致鳥類聽力受損。動物最終可能會降低對掠食者威脅的警覺。牠們會走得離危險更近,因為聽不到危險逼近(有時牠們會反其道而行:變得像易怒的暴君,因為牠們一直處於高度戒備狀態,將一切視為威脅)。

即使在通常相當安靜的偏遠農村地區,高速公路也會干擾野生動物——噪音會傳播到附近的田野深處。加州大學戴維斯分校的生物學家弗雷澤·席林(Fraser Shilling)曾站在離農村高速公路半英里遠的地方,記錄到高達 60 分貝的聲音,這比荒野中通常的聲音至少高出 20 分貝。「摩托車和 18 輪大貨車才是真正投射大量噪音的元兇,」他告訴我。

超過 55 分貝,許多膽小的動物會陷入「戰鬥或逃跑」的恐慌。席林說,短尾貓(一種以受噪音干擾而聞名的瀕危物種)的出現率「開始斷崖式下跌」。超過 65 分貝,「你基本上就開始排除幾乎所有的野生動物了。」

而這還不是野生動物所承受的上限。全美大約有 50 萬口天然氣井,大多數井都使用震耳欲聾的壓縮機將水射入地下。近距離觀察,壓縮機可以發出 95 分貝的聲音,和地鐵列車一樣響;在懷俄明州的一口氣井,近四分之一英里外的聲音仍記錄到約 48 分貝。

從歷史上看,要證明噪音是動物所經歷問題的根源並不總是那麼容易。也許是其他因素;也許道路附近的動物數量減少是因為有些被車輛撞到了?

但幾項聰明的實驗證明,噪音——且僅僅是噪音——就能干擾野生動物。其中一項是保護科學家傑西·巴伯(Jesse Barber)及其團隊(當時在博伊西州立大學)進行的「幽靈路」實驗。他們前往愛達荷州博伊西山腳下一個安靜、無人居住、遠離任何道路的地區。在山谷中,每年有成千上萬隻候鳥在南遷途中停留;牠們會大肆採食櫻桃灌木,為接下來幾天的飛行增加體重。研究人員在 15 對花旗松樹上綁了揚聲器,排成半公里的直線。然後,他們播放高速公路噪音的錄音。他們播放四天噪音,然後關閉四天。接著他們觀察了成千上萬隻鳥,並捕捉許多鳥來測量體重。

噪音真的嚇壞了鳥類。當聲音開啟時,近三分之一的鳥離開了該地區。留下來的鳥吃得更少:雖然鳥類在覓食一天後應該變重,但這些鳥的體重並沒有增加多少。噪音似乎干擾了牠們的進食,以至於牠們沒有增加遷徙旅程所需的體重。

其他類似巧妙的 A/B 測試接踵而至。其中一項由喬治梅森大學的生物學家大衛·路德(David Luther)領導(他也與菲利普斯合作進行了舊金山的疫情研究)。2015 年,這些研究人員選取了 17 隻剛出生的白冠帶鵐並在實驗室中飼養。為了教牠們同類的歌聲,他們給雛鳥播放成年麻雀高低音調的錄音。其中六隻雛鳥在沒有任何干擾的情況下聽歌;而對另一半,研究人員在播放歌聲的同時播放城市噪音。

結果非常明顯。避開了交通噪音的幸運鳥學會了演唱更安靜、更甜美、更複雜的歌曲。但被交通噪音轟炸的鳥只學會了更高、更快、壓力更大的歌曲。從搖籃時期開始,噪音就改變了牠們的溝通方式。

人類也討厭噪音

你不能對人類進行同樣的實驗,在實驗室裡養大他們來觀察噪音如何影響他們(至少在倫理上不行)。但如果我們可以,我們可能會發現同樣的結果。我們也是動物——而且看來我們同樣遭受著人為噪音的折磨,儘管我們才是創造噪音的人。

交通噪音與睡眠品質差、血壓升高、更多心臟病和更高的壓力相關。

過去幾十年的大量研究發現,噪音——最常見的是交通聲,與野生動物一樣——與睡眠品質差、血壓升高、更多心臟病和更高的壓力相關。一項丹麥的研究對近 25,000 名護士進行了多年的追蹤,發現額外的 10 分貝對她們打擊很大;在 23 年的時間裡,她們的死亡率高出 8%,此外幾乎所有可能發生的壞事發生率都更高:癌症、精神問題、中風(他們控制了其他有害健康的影響因素)。正如你現在可能預測到的,孩子們的情況也很糟。當巴塞隆納的研究人員對近 3,000 名小學生進行為期一年的追蹤時,他們發現那些在較嘈雜學校就讀的孩子,在工作記憶和注意力評估方面的表現較差。

「我們認為自己已經『習慣了』,」加州大學戴維斯分校進化與生態學教授蓋爾·帕特里切利(Gail Patricelli)說。「我們並沒有想像中那麼習慣它。」

同樣事實是,這其中存在權衡。許多人明白城市和高速公路的噪音令人惱火,但我們容忍它,因為我們在獲得麻煩的同時也獲得了利益。城市擠滿了工作、人際網絡和約會機會;汽車和卡車為我們帶來所需的物資並增加了我們的個人流動性。

事實證明,動物也會進行類似的計算。某些物種似乎從接近噪音中獲得了某些好處,因此牠們會向噪音移動

加州州立理工大學的生物學家克林頓·弗朗西斯(Clinton Francis)及其團隊研究了新墨西哥州農村地區嘈雜氣井附近的鳥類種群。大多數物種避開了井泵的喧囂。但弗朗西斯驚訝地發現,某些蜂鳥和雀類更喜歡那裡,而且從一個重要的衡量標準來看,牠們茁壯成長:牠們在嘈雜地區築巢的數量多於安靜地區。此外,有幾個物種在嘈雜地點孵化幼鳥的成功率更高。

這是怎麼回事?很可能是噪音讓掠食者更難聽到鳥鳴並獵捕牠們的巢穴。「這基本上是一個掠食者護盾,」弗朗西斯說。由於他的研究發現,掠食者可能導致高達 76% 的鳥蛋無法產出健康的後代,因此這是一個顯著的生存優勢。

城市也可以為某些物種提供同樣的保護。以弗拉科(Flaco)為例,這是一隻於 2023 年 2 月從中央公園動物園逃脫的歐亞雕鴞,牠發現那裡是一個極佳的狩獵場。不斷的交通聲本應給牠帶來麻煩。「像這樣的貓頭鷹是最容易受到噪音污染侵擾的物種之一。牠們在傾聽獵物提供的極其微弱的信號或線索,」弗朗西斯指出。但紐約有其補償,因為獵物動物隨處可見。牠們也天真且不加防備,從未預料到一隻翼展六英尺的貓頭鷹會俯衝下來吞噬牠們。

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誠然,這些好處並不能抵消負面影響。人類噪音可能會保護某些鳥類免受掠食者侵害,但在其他方面卻讓牠們感到痛苦,壓力荷爾蒙水平較高,體重較輕。

更糟糕的是,那些設法在城市或高速公路附近茁壯成長的物種,往往在全國各地都是同一批。而且牠們只代表了少數物種;大多數物種被趕得更遠,隨著文明不斷向外擴張,牠們可居住的土地越來越少。

「總體而言,這對多樣性來說簡直是一場噩夢,」路德說。

如何讓世界安靜下來

在 2000 年代初期,荷蘭的阿爾弗納(Alverna)村變得越來越吵。一條主要的城際公路直接穿過該鎮,交通量在過去十年中增加了三分之二。面對關於噪音的投訴,鎮政府提議在道路兩側豎起約 13 英尺高的牆。居民討厭這個主意。誰想看著窗外巨大的牆壁?

於是,城鎮規劃者以微妙的方式重新設計了道路。他們將路面降低了半公尺,稍微阻隔了輪胎聲。他們在兩側建造了三英尺高的楔形物,並用美觀的古董石材鋪設表面;這阻隔了更多的聲音。他們種植了吸音樹木。作為最後的神來之筆,他們將限速從時速約 50 英里降至 30 英里。當汽車緩慢移動時,引擎產生大部分轟鳴聲——但一旦速度達到 45 英里或更高,輪胎在路面上的隆隆聲就會佔據主導地位,而且響得多。每項干預措施的效果都很小,但累積起來卻讓道路安靜了 10 分貝。

這個故事說明了噪音的一個奇特優點。與其他形式的污染相比,它可以很快被終止。有毒污染物或二氧化碳可以存在數萬年;你胰腺裡的微塑料可能永遠也排不出來。但對於噪音,一旦你減少來源,好處是立竿見影的。

此外,席林說,大多數有效的方法「並非尖端科技」。高速公路邊的一堵高牆可以減少 10 分貝的噪音;在雙面牆中填滿碎石效果更好。他指出,這可以將交通噪音降至 55 分貝以下,這將有助於特別膽小的野生動物。不過,牆壁會阻礙動物移動,因此在動物密集的地區,最好建造土堤——高速公路兩側的小山丘。可以優先考慮生態重要性高的地區以降低成本。

「如果有一大塊濕地棲息地,而且是方圓 50 英里內唯一的一塊?那麼,我們就應該在它周圍建造隔音牆,」他說。我們還應該建造天橋和地下通道來幫助動物移動。為了平息鄉村氣井的喧囂,各州可以要求公司在氣井周圍建造牆壁(不過,他們可能只有在人類鄰居投訴或發起訴訟時才會這樣做;動物沒有律師)。

正如阿爾弗納所證明的,城市也可以學會安靜。在最雄心勃勃的案例中,有些城市埋掉了曾經切斷市中心的嘈雜高速公路。波士頓在「大挖掘」(Big Dig)工程中將一條巨大的高架公路移至地下;在斯拉伯科恩的家鄉阿姆斯特爾芬(Amstelveen,阿姆斯特丹郊區),他們目前正將 A9 高速公路封閉在隧道中,並將地面變成擁有新建築的翠綠公園。「這太棒了,同時也收回了很多空間,」他說。

誠然,這類重新工程可能極其昂貴,這就是為什麼政治家在被要求減少道路噪音時會面露難色。「大挖掘」耗資 150 億美元,加上利息高達 240 億美元。當我向席林提到成本時,他嘆了口氣。「這並不像 B-1 轟炸機或給富人減稅那麼貴,」他說。「環境事務被認為昂貴只是因為我們的期望值太低,而不是因為我們負擔不起。」

不過,還有更便宜且在政治上更容易被接受的修復方法。降低城市限速就是其中之一;巴黎最近將環城公路的最高時速從 70 公里降至 50 公里(43 英里降至 31 英里),夜間噪音平均下降了 2.7 分貝——這是一個明顯的降幅。在道路和城市周圍種植更多樹木和植被可以再減少幾分貝,而且居民很喜歡。

越來越多地採用電力也將降低音量。「各種電動車都有潛力帶來巨大改變,」帕特里切利說;當綠燈亮起,你旁邊的一輛電動車加速駛離時,它比同類汽油車安靜多達 13 分貝。這些好處在高速公路上不會那麼明顯,因為電動車在高速行駛時仍會產生輪胎噪音。但在城市生活中緩慢的走走停停交通中,它們對動物和人類的耳朵來說都要愉快得多。事實上,目前使用汽油引擎的所有設備的電氣化都將使城市生活更安靜。加州阿拉米達和維吉尼亞州亞歷山卓等城市正日益禁止使用汽油動力的吹葉機和割草機,這些設備運作時音量驚人,而電動設備則輕聲細語。

我們設計了一個咆哮的文明,但下一個階段是讓它發出平穩的呼嚕聲。動物們會感謝我們的。

克萊夫·湯普森(Clive Thompson)是一位常駐紐約市的科學與技術記者。

MIT Technology Review

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