综述:鳄形目动物声学信号:系统综述与标准化术语汇编

《Ecology and Evolution》:Roars, Rumbles, and Resonance: A Systematic Review and Meta-Analysis of Crocodylian Acoustic Signals

【字体: 时间:2026年01月25日 来源:Ecology and Evolution 2.3

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  这篇综述系统梳理了鳄形目动物声学信号研究现状,填补了该领域知识空白。作者汇编了22篇文献中13个物种的19种声信号参数,创建了标准化术语表与声谱图库,为声学监测(PAM)提供了关键工具。文章指出研究存在明显物种偏向性(如密河鳄与尼罗鳄),且缺乏水下信号数据,呼吁未来研究应统一测量参数(如共振峰频率F0)并加强跨物种比较,以推动行为生态学与保护生物学发展。

  
鳄形目动物的声音世界
在动物通讯研究中,鳄形目动物作为现存最古老的爬行动物类群之一,其声学信号长期吸引着研究者们的注意。它们并非沉默的潜伏者,而是拥有复杂声音通讯系统的脊椎动物。本文基于对现有文献的系统梳理,揭示鳄形目动物声学研究的进展、空白与未来方向。
声学信号的多样性与其功能
迄今研究已记录到鳄形目动物至少19种不同的声学信号类型。其中,哀鸣声是研究最为充分的信号,占所有测量信号的58.2%,主要在社会凝聚力、警报和环境特征提示等情境下产生。接触声占比9.5%,功能类似。吼叫声则多在求偶、领域性和攻击炫耀等情境中由成年个体发出。
这些声学信号可能编码了丰富的生物学信息。例如,共振峰频率与个体体型大小相关,为体型评估提供了可靠的声学指标。基本频率及其轮廓可能携带个体身份信息,而信号持续时间、信号间隔和信号序列结构则在特定情境下具有通讯意义。例如,恒河鳄在水下发出的“砰”声其时序参数就可传递个体身份与行为背景信息。
研究方法与数据缺口
当前研究明显偏向于少数物种,美洲短吻鳄和尼罗鳄的数据占主导地位,而28种现存鳄形目动物中有一半以上完全缺乏声学信号数据。测量参数集中在频域能量分布参数(55.0%),时域窗口(16.4%)和时域能量分布参数(15.1%)的测量相对较少。多数数据采集自空气中,水下声信号的记录与分析严重不足,这限制了对鳄形目动物完整声学行为的理解。
数据采集情境也高度集中,近半数测量来自威胁情境下诱发的哀鸣声,且信号产生个体的性别信息大量缺失(92.2%)。这些偏差使得跨物种、跨性别和跨生命阶段的比较变得困难。
标准化术语与声谱图库
为解决术语混乱问题,本综述创建了一个标准化的声学信号行为谱,统一了信号名称、声学起源、产生姿势、描述、功能和关键声学参数。例如,将“咆哮”和“吼叫”统一归类为功能等效的“吼叫声”。同时,生成了代表性声谱图,并注明了生成参数(如采样率、频谱图设置),为未来研究提供了可视化参考和比较基准。
关键声学参数与信息编码
分析指出,未来研究应优先测量一批对鳄形目动物行为有重要意义的声学参数:
  • 共振峰频率:可靠的身体大小指标,存在于美洲短吻鳄和中美洲鳄的吼叫声中,但在其他类群中尚未知。
  • 叫声持续时间、间隔与结构:在恒河鳄的“砰”声中显示出个体识别潜力,其信号序列可能包含语境信息。
  • 基本频率与轮廓:美洲短吻鳄吼叫声中的基本频率轮廓是个体身份的重要标识,其形状有助于区分不同的叫声类型。
  • 频谱质心:是美洲短吻鳄吼叫声个体识别的预测因子,也是多种幼体接触叫声中体型大小的指标。
未来研究方向与应用前景
未来的研究重点应包括:1) 填补物种和数据类型的空白,特别是水下信号和雌性个体的声学数据;2) 开展回放实验,验证声学参数的行为意义和接收者的感知机制;3) 利用机器学习技术开发物种特异性的叫声识别器,推动被动声学监测在鳄形目动物保护与管理中的应用。
统一测量协议,加强跨研究的数据共享,对于构建全面的鳄形目动物声学数据库至关重要。对鳄形目动物声学信号的深入研究,不仅能揭示这类古老捕食者的复杂社会行为,也为它们的保护、管理和人鳄冲突缓解提供了新的非侵入性工具。随着技术进步与合作深化,鳄形目动物的声音世界将被更加清晰地解读。
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