被动声学监测技术记录了美国太平洋西北地区大范围红头啄木鸟（Dryocopus pileatus）的栖息模式

《Ornithological Applications》：Passive acoustic monitoring captures large-scale Dryocopus pileatus (Pileated Woodpecker) occupancy patterns in the Pacific Northwest, USA

本研究利用深度学习分析太平洋西北部近1.7百万小时音频数据，揭示 pileated woodpecker 栖息地偏好与空间分布特征，发现其高活动区与针叶树冠层覆盖及冷杉基面积正相关，低纬度、低海拔及地形平坦区域使用率更高，为森林生态系统管理提供依据。

　　

摘要

Dryocopus pileatus（红头啄木鸟）在太平洋西北地区的景观利用非常广泛，尤其是在具有复杂树冠结构的森林地带。然而，其分布范围在较高纬度、较高海拔以及地形更复杂的区域会逐渐减少。高利用率的栖息地通常具有较高的针叶树冠覆盖率以及大量的Abies grandis（花旗松）。这些发现是基于我们对约170万小时音频记录的分析得出的，这些记录来自美国太平洋西北地区1000万公顷森林中的3948个监测点。我们使用深度学习模型来识别这种鸟类的特定叫声。总体而言，红头啄木鸟的景观利用频率很高，在83%的监测点都检测到了它们的存在。但随着野外季节的推进，检测概率显著下降，并且受到环境噪音和降水的影响，这表明在解读音频监测数据时需要考虑这些因素。深度学习模型能够以高精度（97%以上的真实阳性率）检测到红头啄木鸟的叫声。我们根据检测精度对数据进行了校正，从而提高了生态推断的准确性和可靠性。通过结合被动音频监测、机器学习以及遥感景观变量，我们有效地揭示了红头啄木鸟在较大空间尺度上的活动模式和景观利用情况。通过阐明这些模式，我们的研究结果有助于指导对该物种的保护工作及未来相关研究。鉴于红头啄木鸟在生态系统中的重要作用，其分布和栖息地特征对森林生态系统管理及生物多样性保护具有重大意义，尤其是在森林环境不断变化的背景下。这项大规模评估突显了红头啄木鸟在塑造森林群落、影响依赖洞穴物种的栖息地可用性以及维持森林景观生物多样性方面的生态重要性。

通俗摘要

• Dryocopus pileatus（红头啄木鸟）是一种分布于北美洲森林中的大型啄木鸟。作为重要的生态系统工程师，它们会挖掘大型树洞用于筑巢、栖息和觅食，这些树洞也会被其他依赖洞穴的物种所利用。
• 我们利用人工智能模型，在2023年于美国太平洋西北地区近4000个监测点收集的170万小时音频记录中检测到了红头啄木鸟的叫声。
• 我们通过统计模型分析了影响红头啄木鸟景观利用（低强度叫声活动）和栖息率（高强度叫声活动）的景观特征。
• 红头啄木鸟在南部地区、低海拔地带、具有多层树冠结构的地点以及地形变化较小的区域活动更为频繁。在针叶树冠覆盖率较高的地点，尤其是Abies grandis（花旗松）分布较多的地方，其栖息率更高。