中國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科現(xiàn)狀與發(fā)展機(jī)遇

3.1 學(xué)科現(xiàn)狀

      生物聲學(xué)研究在我國(guó)的起步較晚, 在新中國(guó)成立前后至20世紀(jì)末期間所發(fā)表的研究論文較少, 研究主題有限。從20世紀(jì)80年代開始, 我國(guó)學(xué)者主要針對(duì)獸類(白暨豚Lipotes vexillifer和長(zhǎng)江江豚Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis, 荊顯英等, 1981; 王丁等, 1989; 陳佩薰等, 1996; 大熊貓Ailuropoda melanoleuca, 朱靖和孟智斌, 1987; 獼猴Macaca mulatta, 江海聲等, 1990; 川金絲猴Rhinopithecus roxellanae, Li et al, 1993; 西黑冠長(zhǎng)臂猿Nomascus concolor, 蔣學(xué)龍和王應(yīng)祥, 1997)和鳥類(綠尾虹雉Lophophorus lhuysii, 盧汰春等, 1986; 白腹錦雞Chrysolophus amherstiae, 韓聯(lián)憲等, 1988; 黃喉鹀Emberiza elegans, 李佩珣等, 1989; 白頭鵯Pycnonotus sinenesis, 姜仕仁等, 1996a, b)等少數(shù)物種(類群)開展有關(guān)鳴聲描述和調(diào)查, 同時(shí)也涉及少量昆蟲的鳴聲研究(沈鈞賢, 1989, 1994)。

      自21世紀(jì)以來, 特別是最近10年來, 我國(guó)生物聲學(xué)研究在哺乳類(鯨豚類、靈長(zhǎng)類、蝙蝠類為多) (Li et al, 2012; Wang et al, 2013, 2022; Yang et al, 2017; Fan et al, 2019; Jiang et al, 2019; Wang TL et al, 2019)、鳥類(Lei et al, 2005; Zhang et al, 2006; Xing et al, 2013)、無尾兩棲類(Feng et al, 2006; Shen at al, 2011; Cui et al, 2012, 2016; Xu et al, 2012; Zhu et al, 2021, 2022a)、魚類(劉猛等, 2013; Wang et al, 2017; 項(xiàng)杰等, 2022; 邢彬彬等, 2018; Hang et al, 2021)和部分昆蟲(Luo & Wei, 2015; Hou et al, 2022)等主要發(fā)聲類群都開展了相關(guān)研究, 并取得了許多重要進(jìn)展和科研成果。其中, 動(dòng)物聲學(xué)相關(guān)主題內(nèi)容在日益豐富和拓展, 涉及基于鳴聲的分類學(xué)和種內(nèi)鳴聲變異(Zheng et al, 2000; 丁平和姜仕仁, 2005; Zhang et al, 2006)、聲學(xué)通訊行為和性選擇(Cui et al, 2012, 2016; Zhu et al, 2021, 2022a)、鳴聲學(xué)習(xí)機(jī)制(Zhao et al, 2022)、發(fā)聲和聽覺機(jī)制(Lu et al, 2020; Luo et al, 2022)、神經(jīng)生物學(xué)(Fang et al, 2014, 2015)、蝙蝠回聲定位及進(jìn)化(馮江等, 2002; Zhang et al, 2007; 付子英等, 2009)、物種間相互作用(Liu SL et al, 2022; Zhao et al, 2022)和環(huán)境噪聲的影響(韓軼才等, 2004; Song et al, 2020; Wang WW et al, 2022; Zhu et al, 2022b)等。

     綜合利用比較基因組學(xué)和電生理學(xué)等方法, 我國(guó)研究人員對(duì)哺乳動(dòng)物回聲定位這一復(fù)雜性狀的起源進(jìn)行了系統(tǒng)性研究(Liu et al, 2014, 2018; Li et al, 2017), 研究結(jié)果支持回聲定位在蝙蝠類群中“一次起源”假說(Liu Z et al, 2022)。通過行為學(xué)和比較進(jìn)化研究證實(shí)嚙齒目豬尾鼠屬(Typhlomys)也具有回聲定位能力, 為適應(yīng)性復(fù)雜性狀回聲定位在哺乳動(dòng)物類群的起源和趨同演化提供了新的認(rèn)識(shí)(He et al, 2021)。最近, Wang HM等(2022)發(fā)現(xiàn)回聲定位蝙蝠使用與人類言語類似的狀態(tài)反饋控制的原理進(jìn)行精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)發(fā)聲頻率控制。在蛙類聲通訊方面, 研究人員在黃山分布的凹耳臭蛙(Odorrana tormota)中首次發(fā)現(xiàn)超聲通訊行為, 并首次將擁有超聲通訊的動(dòng)物類群擴(kuò)展到無尾兩棲類(Feng et al, 2006; Shen et al, 2011); 發(fā)現(xiàn)動(dòng)物可通過聲音信號(hào)向其配偶傳遞其建造物的信息(Cui et al, 2012)。在蛙類視-聽多模信號(hào)的進(jìn)化機(jī)制方面, 發(fā)現(xiàn)鋸?fù)仍笜渫?Kurixalus odontotarsus)雌性多模求偶信號(hào)的記憶可通過性選擇來促進(jìn)多模信號(hào)的進(jìn)化(Zhu et al, 2021); 通過對(duì)小湍蛙(Amolops torrentis)驅(qū)趕寄生蚊蟲的肢體動(dòng)作的分析, 提出了物種間相互作用可能是驅(qū)動(dòng)蛙類視-聽多模式信號(hào)進(jìn)化的新機(jī)制(Zhao et al, 2022)。

      此外, 以鯨豚類為代表類群的海洋和水下生物聲學(xué)(Wang et al, 2013, 2015)、環(huán)境噪聲相關(guān)的環(huán)境生物聲學(xué)(Wang et al, 2019; Zhu et al, 2022b)以及針對(duì)聲學(xué)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和智能分析的計(jì)算生物聲學(xué)(Chen et al, 2020; 郝佩佩和張雁云, 2020; Dufourq et al, 2021; Zhang et al, 2021; 鐘恩主等, 2021)等均逐漸有所發(fā)展, 但仍需要更多的努力, 并有望在未來10年內(nèi)取得更迅速的進(jìn)展。在應(yīng)用方面, 以水下生物聲學(xué)領(lǐng)域較為突出, 相關(guān)研究為水產(chǎn)養(yǎng)殖、水生動(dòng)物資源開發(fā)利用、珍稀瀕危物種尤其是鯨豚類的保護(hù)、淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)的水體噪聲污染治理以及生物聲學(xué)仿生和軍事國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用(Dong et al, 2020; Hang et al, 2021; Wang et al, 2021a, b)。我國(guó)研究人員在淡水和海洋鯨豚類動(dòng)物的回聲定位信號(hào)分析、聲吶和仿生機(jī)理方面取得了一系列重要進(jìn)展(張宇等, 2021)。例如, 研究人員采用人工復(fù)合超材料, 重構(gòu)了江豚的聲學(xué)結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)了與江豚聲吶極其相似的指向性瞬態(tài)聲發(fā)射和目標(biāo)探測(cè)的功能(Dong et al, 2019); 基于海豚聲學(xué)結(jié)構(gòu), 提出了超凝膠阻抗變換器的人工結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)了水下寬帶聲傳輸與目標(biāo)探測(cè)的目標(biāo)(Dong et al, 2020)。

       從上述情況可知, 生物聲學(xué)作為學(xué)科發(fā)展在我國(guó)大致可分為3個(gè)階段, 而且其理論方法在中國(guó)野生動(dòng)物調(diào)查和研究中逐漸得到了不同程度的發(fā)展和應(yīng)用。

       (1)在20世紀(jì)80年代以前, 生物聲學(xué)處于萌芽階段, 有關(guān)野生動(dòng)物調(diào)查研究中陸續(xù)采用了動(dòng)物鳴聲方法, 并積累一些物種(類群)鳴聲識(shí)別經(jīng)驗(yàn), 在物種分類時(shí)考慮其鳴聲分類特征(藍(lán)書成, 1958; 龐秉璋, 1960, 1964)。

      (2) 20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初為生物聲學(xué)研究的探索階段, 主要是以獸類和鳥類中的重要物種或常見物種為主, 開始采用聲學(xué)方法來錄制和分析動(dòng)物鳴聲, 并以動(dòng)物聲學(xué)相關(guān)研究為主。

      (3)第三階段則從21世紀(jì)初到現(xiàn)在, 為快速發(fā)展階段, 通過現(xiàn)代生物聲學(xué)相關(guān)技術(shù)方法的應(yīng)用不僅促進(jìn)了我國(guó)動(dòng)物生物聲學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展, 而且在近10年來的相關(guān)研究也逐漸拓展到了生物聲學(xué)的其他分支領(lǐng)域, 為下一階段的學(xué)科建設(shè)做了必要的準(zhǔn)備。在近期出版的《聲學(xué)學(xué)科現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢(shì)》(程建春等, 2021)一書中, 大體明確了我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科研究范疇, 主要涉及生物組織的聲學(xué)特性、生物介質(zhì)的聲傳播理論、生物的聲產(chǎn)生與接收、聲信號(hào)處理、動(dòng)物通信與生物聲吶、生物的聲學(xué)效應(yīng)以及聲對(duì)生物的影響等內(nèi)容(張宇等, 2021)。這些研究?jī)?nèi)容多隸屬于動(dòng)物生物聲學(xué)的范圍。同時(shí), 張宇等(2021)重點(diǎn)分析了國(guó)內(nèi)外海豚聲學(xué)、蝙蝠聲學(xué)相關(guān)的回聲定位理論和應(yīng)用進(jìn)展以及學(xué)科重點(diǎn)發(fā)展方向, 但未能全面體現(xiàn)現(xiàn)代生物聲學(xué)的交叉學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和眾多應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛需求。

3.2 發(fā)展機(jī)遇

      鑒于上述情況, 我國(guó)現(xiàn)階段的生物聲學(xué)研究仍未發(fā)展為成熟的分支學(xué)科, 而有關(guān)學(xué)科體系建設(shè)和行業(yè)應(yīng)用仍任重道遠(yuǎn), 挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。相比歐美國(guó)家在生物聲學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)展, 中國(guó)生物聲學(xué)研究雖然在近10年來也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步, 但整體上起步較晚, 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備較為落后, 以生物聲學(xué)監(jiān)測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)及動(dòng)物鳴聲數(shù)據(jù)庫(kù)為代表的學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)有待建設(shè), 學(xué)科能力建設(shè)也亟待全面提升。

      目前, 在生物多樣性保護(hù)和噪聲污染科學(xué)治理等生命科學(xué)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的重大國(guó)家需求, 凸顯了在我國(guó)加快建設(shè)生物聲學(xué)學(xué)科的必要性和緊迫性。隨著現(xiàn)代聲學(xué)技術(shù)方法的不斷發(fā)展和應(yīng)用, 在未來10年或更長(zhǎng)時(shí)間, 中國(guó)生物聲學(xué)研究將逐漸進(jìn)入學(xué)科建設(shè)階段, 并迎來新的發(fā)展機(jī)遇, 具體體現(xiàn)在以下方面:

      (1)雖然我國(guó)生物聲學(xué)研究散布于物理學(xué)(聲學(xué))、生物學(xué)(動(dòng)物學(xué)、行為學(xué))、生態(tài)學(xué)、地球科學(xué)(地理學(xué))、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域, 但在各個(gè)研究方向均有了較好的發(fā)展, 為生物聲學(xué)的學(xué)科整體建設(shè)奠定了重要基礎(chǔ)。因此, 通過學(xué)科交叉融合和應(yīng)用領(lǐng)域拓展將加快我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科建設(shè), 并有望發(fā)展為主流研究方向。

      (2)由于生物聲學(xué)研究對(duì)技術(shù)和設(shè)備依賴性強(qiáng),導(dǎo)致我國(guó)以生物聲學(xué)為主的基礎(chǔ)研究平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為落后。我國(guó)現(xiàn)有動(dòng)物鳴聲錄制設(shè)備和分析軟件大多購(gòu)自國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品, 而當(dāng)前對(duì)動(dòng)物鳴聲自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的應(yīng)用需求在日漸增長(zhǎng)。因此, 我們建議通過系統(tǒng)集成相關(guān)生物聲學(xué)技術(shù)、人工智能方法和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù), 加快我國(guó)生物聲學(xué)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 早日應(yīng)用于我國(guó)各類生態(tài)系統(tǒng)生物聲學(xué)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集、智能分析和共享應(yīng)用。同時(shí), 通過我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和完善, 可全面促進(jìn)在跨學(xué)科領(lǐng)域的前沿科學(xué)研究。

     (3)由于生物聲學(xué)所涉及動(dòng)物類群和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域多樣而廣泛, 因此通過在生命健康、生態(tài)環(huán)境等行業(yè)領(lǐng)域的整合研究和創(chuàng)新應(yīng)用可加強(qiáng)生物聲學(xué)相關(guān)的科技服務(wù), 以獲得對(duì)學(xué)科建設(shè)的長(zhǎng)期支持和持續(xù)發(fā)展。

      (4)在學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的同時(shí), 通過跨學(xué)科領(lǐng)域的交叉合作促進(jìn)我國(guó)生物聲學(xué)各分支領(lǐng)域的關(guān)鍵人才培養(yǎng)和相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)建設(shè)。爭(zhēng)取獲得以國(guó)家級(jí)學(xué)會(huì)為主的組織機(jī)構(gòu)和行業(yè)領(lǐng)域的支持, 盡早成立生物聲學(xué)相關(guān)的分會(huì)組織、團(tuán)體或相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì), 并盡快創(chuàng)辦中國(guó)生物聲學(xué)相關(guān)的專業(yè)期刊, 加強(qiáng)國(guó)際合作交流, 以更好地促進(jìn)生物聲學(xué)研究的學(xué)科建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展。

3.3 學(xué)科使命

      現(xiàn)階段, 生物聲學(xué)各分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域之間存在深度交叉和融合, 是未來生物聲學(xué)作為學(xué)科發(fā)展的重要源泉和驅(qū)動(dòng)力。因此, 發(fā)展和完善生物聲學(xué)研究的技術(shù)方法體系, 深化生物聲學(xué)各分支學(xué)科的理論和技術(shù)創(chuàng)新研究, 推進(jìn)現(xiàn)代生物聲學(xué)科學(xué)的理論方法體系建設(shè), 有助于進(jìn)一步鞏固生物聲學(xué)在生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及交叉科學(xué)學(xué)科體系中的跨學(xué)科地位, 為滿足生物聲學(xué)相關(guān)的國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出更重要的學(xué)科貢獻(xiàn)。

作為交叉科學(xué)的一個(gè)學(xué)科分支, 現(xiàn)代生物聲學(xué)的學(xué)科使命體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

      (1)作為跨學(xué)科領(lǐng)域的研究和應(yīng)用工具。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和革新, 現(xiàn)代生物聲學(xué)的整體技術(shù)方法體系將不斷發(fā)展和完善, 為生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及相關(guān)分支學(xué)科和跨學(xué)科領(lǐng)域的理論創(chuàng)新和應(yīng)用研究提供科學(xué)、可靠、高效且不斷完善的調(diào)查研究工具和技術(shù)方法, 并逐漸發(fā)展相應(yīng)分支學(xué)科及交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)方法體系。伴隨著開放科學(xué)、人工智能和生態(tài)信息學(xué)的興起, 以及計(jì)算能力的指數(shù)式增長(zhǎng), 加上自動(dòng)聲學(xué)傳感器的成本在持續(xù)降低和廣泛應(yīng)用, 生物聲學(xué)工具的創(chuàng)新正在全面改變?nèi)藗兏兄⒃u(píng)價(jià)和利用動(dòng)物和環(huán)境聲音的方式。

     (2)作為交叉科學(xué)的分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域。依托理論和技術(shù)創(chuàng)新, 現(xiàn)代生物聲學(xué)在不斷深化與生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、物理學(xué)(聲學(xué))、化學(xué)、信息科學(xué)、社會(huì)學(xué)及相關(guān)分支學(xué)科和其他關(guān)聯(lián)學(xué)科之間跨學(xué)科領(lǐng)域的融合和整合研究, 從早期的博物學(xué)和自然史研究, 到逐漸形成當(dāng)前諸多獨(dú)具特色的分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域, 而且不同分支學(xué)科之間也在逐漸融合并互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)(圖1)。近年來, 以自動(dòng)數(shù)字錄音、人工智能和信息科學(xué)為核心技術(shù)的被動(dòng)聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系建設(shè)為生物聲學(xué)研究提供了多樣化的科學(xué)大數(shù)據(jù)和整合研究, 同時(shí)推動(dòng)了生物聲學(xué)與生命健康、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、自然資源可持續(xù)利用、軍事國(guó)防等跨學(xué)科領(lǐng)域的合作研究。同時(shí), 現(xiàn)代生物聲學(xué)以生物聲學(xué)為核心命題、以聲學(xué)大數(shù)據(jù)為牽引, 不斷發(fā)展和完善生物聲學(xué)的核心理論和研究體系, 同時(shí)以生物聲學(xué)的科學(xué)視角和理論方法來審視和解答生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及其他關(guān)聯(lián)學(xué)科中存在的重大科學(xué)前沿問題和核心關(guān)鍵技術(shù), 以促進(jìn)交叉科學(xué)領(lǐng)域的更大發(fā)展。

      (3)跨學(xué)科領(lǐng)域的成果共享和應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。由于生物聲學(xué)相關(guān)技術(shù)和分析工具在研究生物學(xué)和生態(tài)學(xué)問題時(shí)具有通用性、兼容性和共享利用等特征, 因此生物聲學(xué)所取得的研究成果在生態(tài)環(huán)境建設(shè)和生物資源保護(hù)利用等跨學(xué)科領(lǐng)域形成了廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景, 并各自形成了良好的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。我們知道, 解決諸如噪聲污染等人類引起的環(huán)境問題是一項(xiàng)關(guān)鍵的生態(tài)安全和生物安全挑戰(zhàn), 最終將決定生態(tài)系統(tǒng)和生物(包括人類)的健康。當(dāng)今世界噪聲污染對(duì)人類、野生動(dòng)物和生態(tài)環(huán)境的影響幾乎無處不在, 因此加強(qiáng)對(duì)陸地和水體環(huán)境中噪聲污染的生態(tài)治理需要生物聲學(xué)與生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、公共健康、信息科學(xué)、社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān), 促進(jìn)各學(xué)科領(lǐng)域諸多研究成果的共享應(yīng)用。

3.4 展望

      近年來, 科學(xué)團(tuán)體、社會(huì)公眾和政府機(jī)構(gòu)對(duì)生物聲學(xué)資源保護(hù)和可持續(xù)利用的興趣正在逐漸增長(zhǎng), 加上對(duì)全球氣候變化、資源過度利用和生物安全等生態(tài)環(huán)境危機(jī)的日益擔(dān)憂, 因此生物聲學(xué)研究將迎來新的發(fā)展機(jī)遇, 有助于推動(dòng)生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用。

基于上述綜合分析, 我們就生物聲學(xué)進(jìn)行學(xué)科建設(shè)的需求提出以下建議:

      (1)深刻認(rèn)識(shí)生物聲學(xué)作為交叉學(xué)科的建設(shè)需求, 加強(qiáng)生物聲學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。針對(duì)生物聲學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問題及關(guān)鍵核心技術(shù), 構(gòu)建以生物聲學(xué)為核心命題的交叉學(xué)科及相關(guān)基礎(chǔ)研究平臺(tái)是學(xué)科建設(shè)的重要保障。進(jìn)一步明確生物聲學(xué)學(xué)科建設(shè)的必要性和需求, 加強(qiáng)整合性研究和基礎(chǔ)研究投入, 以科學(xué)、開放、標(biāo)準(zhǔn)、共享利用為核心目標(biāo), 結(jié)合國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)及生命健康和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重大需求, 分別在陸地、淡水、海洋等各類生態(tài)系統(tǒng)建立和完善國(guó)家和區(qū)域尺度的生物聲學(xué)監(jiān)測(cè)與研究網(wǎng)絡(luò), 研發(fā)以生物各類群及環(huán)境聲學(xué)數(shù)據(jù)為重點(diǎn)的聲學(xué)大數(shù)據(jù)信息共享服務(wù)平臺(tái)以及生物聲學(xué)在線分析工具, 逐步形成生物聲學(xué)的關(guān)鍵理論和技術(shù)創(chuàng)新研究體系, 為生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

      (2)加強(qiáng)生物聲學(xué)在國(guó)家重大需求、國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)和科學(xué)前沿領(lǐng)域的科技服務(wù)。加強(qiáng)生物聲學(xué)跨學(xué)科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用、成果共享和科技服務(wù), 為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供更多的重要理論支持和系統(tǒng)解決方案, 并在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、公共健康、生態(tài)安全和軍事國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮重要的保障和支撐作用。同時(shí), 生物聲學(xué)研究也有望為2022年實(shí)施的《中華人民共和國(guó)噪聲污染防治法》提供科技支撐和關(guān)鍵服務(wù)。

      (3)加強(qiáng)對(duì)生物聲學(xué)資源的保護(hù)利用、科學(xué)傳播和自然教育。通過建立法律法規(guī)來加強(qiáng)國(guó)家對(duì)生物聲學(xué)資源的保護(hù)和利用, 同時(shí)加強(qiáng)對(duì)生物聲學(xué)科學(xué)知識(shí)的有效傳播和自然教育, 促進(jìn)人們對(duì)聲學(xué)時(shí)空的深切感知和美好體驗(yàn), 增強(qiáng)全社會(huì)對(duì)生物聲學(xué)資源的保護(hù)意識(shí)。建議在國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、自然公園、風(fēng)景名勝區(qū)、人文景觀和城市公園等場(chǎng)所逐步建立各類聲音體驗(yàn)場(chǎng)館和寧?kù)o空間, 建設(shè)一批國(guó)家和地方各級(jí)生物聲學(xué)博物館和科普教育示范基地, 讓“寧?kù)o中國(guó)”為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)及美麗中國(guó)、健康中國(guó)建設(shè)增添更多新的內(nèi)涵。

     (4)加強(qiáng)生物聲學(xué)學(xué)科的組織管理、人才隊(duì)伍建設(shè)和學(xué)術(shù)交流。加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外生物聲學(xué)領(lǐng)域的合作交流和整合性研究, 同時(shí)加強(qiáng)對(duì)青年科技人員、研究生和本科生進(jìn)行技術(shù)方法和科學(xué)理論培訓(xùn), 為本學(xué)科領(lǐng)域培養(yǎng)更多優(yōu)秀青年人才, 加強(qiáng)生物聲學(xué)專業(yè)學(xué)會(huì)的組織建設(shè), 拓寬和深化學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：肖治術(shù), 崔建國(guó), 王代平, 王志陶, 羅金紅, 謝捷 (2023) 現(xiàn)代生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)及中國(guó)機(jī)遇. 生物多樣性, 31, 22423. doi:10.17520/biods.2022423. https://www.biodiversity-science.net/article/2023/1005-0094/1005-0094-31-1-23023.shtml 中國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科現(xiàn)狀與發(fā)展機(jī)遇

3.1 學(xué)科現(xiàn)狀

      生物聲學(xué)研究在我國(guó)的起步較晚, 在新中國(guó)成立前后至20世紀(jì)末期間所發(fā)表的研究論文較少, 研究主題有限。從20世紀(jì)80年代開始, 我國(guó)學(xué)者主要針對(duì)獸類(白暨豚Lipotes vexillifer和長(zhǎng)江江豚Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis, 荊顯英等, 1981; 王丁等, 1989; 陳佩薰等, 1996; 大熊貓Ailuropoda melanoleuca, 朱靖和孟智斌, 1987; 獼猴Macaca mulatta, 江海聲等, 1990; 川金絲猴Rhinopithecus roxellanae, Li et al, 1993; 西黑冠長(zhǎng)臂猿Nomascus concolor, 蔣學(xué)龍和王應(yīng)祥, 1997)和鳥類(綠尾虹雉Lophophorus lhuysii, 盧汰春等, 1986; 白腹錦雞Chrysolophus amherstiae, 韓聯(lián)憲等, 1988; 黃喉鹀Emberiza elegans, 李佩珣等, 1989; 白頭鵯Pycnonotus sinenesis, 姜仕仁等, 1996a, b)等少數(shù)物種(類群)開展有關(guān)鳴聲描述和調(diào)查, 同時(shí)也涉及少量昆蟲的鳴聲研究(沈鈞賢, 1989, 1994)。

      自21世紀(jì)以來, 特別是最近10年來, 我國(guó)生物聲學(xué)研究在哺乳類(鯨豚類、靈長(zhǎng)類、蝙蝠類為多) (Li et al, 2012; Wang et al, 2013, 2022; Yang et al, 2017; Fan et al, 2019; Jiang et al, 2019; Wang TL et al, 2019)、鳥類(Lei et al, 2005; Zhang et al, 2006; Xing et al, 2013)、無尾兩棲類(Feng et al, 2006; Shen at al, 2011; Cui et al, 2012, 2016; Xu et al, 2012; Zhu et al, 2021, 2022a)、魚類(劉猛等, 2013; Wang et al, 2017; 項(xiàng)杰等, 2022; 邢彬彬等, 2018; Hang et al, 2021)和部分昆蟲(Luo & Wei, 2015; Hou et al, 2022)等主要發(fā)聲類群都開展了相關(guān)研究, 并取得了許多重要進(jìn)展和科研成果。其中, 動(dòng)物聲學(xué)相關(guān)主題內(nèi)容在日益豐富和拓展, 涉及基于鳴聲的分類學(xué)和種內(nèi)鳴聲變異(Zheng et al, 2000; 丁平和姜仕仁, 2005; Zhang et al, 2006)、聲學(xué)通訊行為和性選擇(Cui et al, 2012, 2016; Zhu et al, 2021, 2022a)、鳴聲學(xué)習(xí)機(jī)制(Zhao et al, 2022)、發(fā)聲和聽覺機(jī)制(Lu et al, 2020; Luo et al, 2022)、神經(jīng)生物學(xué)(Fang et al, 2014, 2015)、蝙蝠回聲定位及進(jìn)化(馮江等, 2002; Zhang et al, 2007; 付子英等, 2009)、物種間相互作用(Liu SL et al, 2022; Zhao et al, 2022)和環(huán)境噪聲的影響(韓軼才等, 2004; Song et al, 2020; Wang WW et al, 2022; Zhu et al, 2022b)等。

     綜合利用比較基因組學(xué)和電生理學(xué)等方法, 我國(guó)研究人員對(duì)哺乳動(dòng)物回聲定位這一復(fù)雜性狀的起源進(jìn)行了系統(tǒng)性研究(Liu et al, 2014, 2018; Li et al, 2017), 研究結(jié)果支持回聲定位在蝙蝠類群中“一次起源”假說(Liu Z et al, 2022)。通過行為學(xué)和比較進(jìn)化研究證實(shí)嚙齒目豬尾鼠屬(Typhlomys)也具有回聲定位能力, 為適應(yīng)性復(fù)雜性狀回聲定位在哺乳動(dòng)物類群的起源和趨同演化提供了新的認(rèn)識(shí)(He et al, 2021)。最近, Wang HM等(2022)發(fā)現(xiàn)回聲定位蝙蝠使用與人類言語類似的狀態(tài)反饋控制的原理進(jìn)行精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)發(fā)聲頻率控制。在蛙類聲通訊方面, 研究人員在黃山分布的凹耳臭蛙(Odorrana tormota)中首次發(fā)現(xiàn)超聲通訊行為, 并首次將擁有超聲通訊的動(dòng)物類群擴(kuò)展到無尾兩棲類(Feng et al, 2006; Shen et al, 2011); 發(fā)現(xiàn)動(dòng)物可通過聲音信號(hào)向其配偶傳遞其建造物的信息(Cui et al, 2012)。在蛙類視-聽多模信號(hào)的進(jìn)化機(jī)制方面, 發(fā)現(xiàn)鋸?fù)仍笜渫?Kurixalus odontotarsus)雌性多模求偶信號(hào)的記憶可通過性選擇來促進(jìn)多模信號(hào)的進(jìn)化(Zhu et al, 2021); 通過對(duì)小湍蛙(Amolops torrentis)驅(qū)趕寄生蚊蟲的肢體動(dòng)作的分析, 提出了物種間相互作用可能是驅(qū)動(dòng)蛙類視-聽多模式信號(hào)進(jìn)化的新機(jī)制(Zhao et al, 2022)。

      此外, 以鯨豚類為代表類群的海洋和水下生物聲學(xué)(Wang et al, 2013, 2015)、環(huán)境噪聲相關(guān)的環(huán)境生物聲學(xué)(Wang et al, 2019; Zhu et al, 2022b)以及針對(duì)聲學(xué)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和智能分析的計(jì)算生物聲學(xué)(Chen et al, 2020; 郝佩佩和張雁云, 2020; Dufourq et al, 2021; Zhang et al, 2021; 鐘恩主等, 2021)等均逐漸有所發(fā)展, 但仍需要更多的努力, 并有望在未來10年內(nèi)取得更迅速的進(jìn)展。在應(yīng)用方面, 以水下生物聲學(xué)領(lǐng)域較為突出, 相關(guān)研究為水產(chǎn)養(yǎng)殖、水生動(dòng)物資源開發(fā)利用、珍稀瀕危物種尤其是鯨豚類的保護(hù)、淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)的水體噪聲污染治理以及生物聲學(xué)仿生和軍事國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用(Dong et al, 2020; Hang et al, 2021; Wang et al, 2021a, b)。我國(guó)研究人員在淡水和海洋鯨豚類動(dòng)物的回聲定位信號(hào)分析、聲吶和仿生機(jī)理方面取得了一系列重要進(jìn)展(張宇等, 2021)。例如, 研究人員采用人工復(fù)合超材料, 重構(gòu)了江豚的聲學(xué)結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)了與江豚聲吶極其相似的指向性瞬態(tài)聲發(fā)射和目標(biāo)探測(cè)的功能(Dong et al, 2019); 基于海豚聲學(xué)結(jié)構(gòu), 提出了超凝膠阻抗變換器的人工結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)了水下寬帶聲傳輸與目標(biāo)探測(cè)的目標(biāo)(Dong et al, 2020)。

       從上述情況可知, 生物聲學(xué)作為學(xué)科發(fā)展在我國(guó)大致可分為3個(gè)階段, 而且其理論方法在中國(guó)野生動(dòng)物調(diào)查和研究中逐漸得到了不同程度的發(fā)展和應(yīng)用。

       (1)在20世紀(jì)80年代以前, 生物聲學(xué)處于萌芽階段, 有關(guān)野生動(dòng)物調(diào)查研究中陸續(xù)采用了動(dòng)物鳴聲方法, 并積累一些物種(類群)鳴聲識(shí)別經(jīng)驗(yàn), 在物種分類時(shí)考慮其鳴聲分類特征(藍(lán)書成, 1958; 龐秉璋, 1960, 1964)。

      (2) 20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初為生物聲學(xué)研究的探索階段, 主要是以獸類和鳥類中的重要物種或常見物種為主, 開始采用聲學(xué)方法來錄制和分析動(dòng)物鳴聲, 并以動(dòng)物聲學(xué)相關(guān)研究為主。

      (3)第三階段則從21世紀(jì)初到現(xiàn)在, 為快速發(fā)展階段, 通過現(xiàn)代生物聲學(xué)相關(guān)技術(shù)方法的應(yīng)用不僅促進(jìn)了我國(guó)動(dòng)物生物聲學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展, 而且在近10年來的相關(guān)研究也逐漸拓展到了生物聲學(xué)的其他分支領(lǐng)域, 為下一階段的學(xué)科建設(shè)做了必要的準(zhǔn)備。在近期出版的《聲學(xué)學(xué)科現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢(shì)》(程建春等, 2021)一書中, 大體明確了我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科研究范疇, 主要涉及生物組織的聲學(xué)特性、生物介質(zhì)的聲傳播理論、生物的聲產(chǎn)生與接收、聲信號(hào)處理、動(dòng)物通信與生物聲吶、生物的聲學(xué)效應(yīng)以及聲對(duì)生物的影響等內(nèi)容(張宇等, 2021)。這些研究?jī)?nèi)容多隸屬于動(dòng)物生物聲學(xué)的范圍。同時(shí), 張宇等(2021)重點(diǎn)分析了國(guó)內(nèi)外海豚聲學(xué)、蝙蝠聲學(xué)相關(guān)的回聲定位理論和應(yīng)用進(jìn)展以及學(xué)科重點(diǎn)發(fā)展方向, 但未能全面體現(xiàn)現(xiàn)代生物聲學(xué)的交叉學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和眾多應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛需求。

3.2 發(fā)展機(jī)遇

      鑒于上述情況, 我國(guó)現(xiàn)階段的生物聲學(xué)研究仍未發(fā)展為成熟的分支學(xué)科, 而有關(guān)學(xué)科體系建設(shè)和行業(yè)應(yīng)用仍任重道遠(yuǎn), 挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。相比歐美國(guó)家在生物聲學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)展, 中國(guó)生物聲學(xué)研究雖然在近10年來也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步, 但整體上起步較晚, 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備較為落后, 以生物聲學(xué)監(jiān)測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)及動(dòng)物鳴聲數(shù)據(jù)庫(kù)為代表的學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)有待建設(shè), 學(xué)科能力建設(shè)也亟待全面提升。

      目前, 在生物多樣性保護(hù)和噪聲污染科學(xué)治理等生命科學(xué)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的重大國(guó)家需求, 凸顯了在我國(guó)加快建設(shè)生物聲學(xué)學(xué)科的必要性和緊迫性。隨著現(xiàn)代聲學(xué)技術(shù)方法的不斷發(fā)展和應(yīng)用, 在未來10年或更長(zhǎng)時(shí)間, 中國(guó)生物聲學(xué)研究將逐漸進(jìn)入學(xué)科建設(shè)階段, 并迎來新的發(fā)展機(jī)遇, 具體體現(xiàn)在以下方面:

      (1)雖然我國(guó)生物聲學(xué)研究散布于物理學(xué)(聲學(xué))、生物學(xué)(動(dòng)物學(xué)、行為學(xué))、生態(tài)學(xué)、地球科學(xué)(地理學(xué))、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域, 但在各個(gè)研究方向均有了較好的發(fā)展, 為生物聲學(xué)的學(xué)科整體建設(shè)奠定了重要基礎(chǔ)。因此, 通過學(xué)科交叉融合和應(yīng)用領(lǐng)域拓展將加快我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科建設(shè), 并有望發(fā)展為主流研究方向。

      (2)由于生物聲學(xué)研究對(duì)技術(shù)和設(shè)備依賴性強(qiáng),導(dǎo)致我國(guó)以生物聲學(xué)為主的基礎(chǔ)研究平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為落后。我國(guó)現(xiàn)有動(dòng)物鳴聲錄制設(shè)備和分析軟件大多購(gòu)自國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品, 而當(dāng)前對(duì)動(dòng)物鳴聲自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的應(yīng)用需求在日漸增長(zhǎng)。因此, 我們建議通過系統(tǒng)集成相關(guān)生物聲學(xué)技術(shù)、人工智能方法和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù), 加快我國(guó)生物聲學(xué)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 早日應(yīng)用于我國(guó)各類生態(tài)系統(tǒng)生物聲學(xué)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集、智能分析和共享應(yīng)用。同時(shí), 通過我國(guó)生物聲學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和完善, 可全面促進(jìn)在跨學(xué)科領(lǐng)域的前沿科學(xué)研究。

     (3)由于生物聲學(xué)所涉及動(dòng)物類群和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域多樣而廣泛, 因此通過在生命健康、生態(tài)環(huán)境等行業(yè)領(lǐng)域的整合研究和創(chuàng)新應(yīng)用可加強(qiáng)生物聲學(xué)相關(guān)的科技服務(wù), 以獲得對(duì)學(xué)科建設(shè)的長(zhǎng)期支持和持續(xù)發(fā)展。

      (4)在學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的同時(shí), 通過跨學(xué)科領(lǐng)域的交叉合作促進(jìn)我國(guó)生物聲學(xué)各分支領(lǐng)域的關(guān)鍵人才培養(yǎng)和相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)建設(shè)。爭(zhēng)取獲得以國(guó)家級(jí)學(xué)會(huì)為主的組織機(jī)構(gòu)和行業(yè)領(lǐng)域的支持, 盡早成立生物聲學(xué)相關(guān)的分會(huì)組織、團(tuán)體或相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì), 并盡快創(chuàng)辦中國(guó)生物聲學(xué)相關(guān)的專業(yè)期刊, 加強(qiáng)國(guó)際合作交流, 以更好地促進(jìn)生物聲學(xué)研究的學(xué)科建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展。

3.3 學(xué)科使命

      現(xiàn)階段, 生物聲學(xué)各分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域之間存在深度交叉和融合, 是未來生物聲學(xué)作為學(xué)科發(fā)展的重要源泉和驅(qū)動(dòng)力。因此, 發(fā)展和完善生物聲學(xué)研究的技術(shù)方法體系, 深化生物聲學(xué)各分支學(xué)科的理論和技術(shù)創(chuàng)新研究, 推進(jìn)現(xiàn)代生物聲學(xué)科學(xué)的理論方法體系建設(shè), 有助于進(jìn)一步鞏固生物聲學(xué)在生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及交叉科學(xué)學(xué)科體系中的跨學(xué)科地位, 為滿足生物聲學(xué)相關(guān)的國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出更重要的學(xué)科貢獻(xiàn)。

作為交叉科學(xué)的一個(gè)學(xué)科分支, 現(xiàn)代生物聲學(xué)的學(xué)科使命體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

      (1)作為跨學(xué)科領(lǐng)域的研究和應(yīng)用工具。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和革新, 現(xiàn)代生物聲學(xué)的整體技術(shù)方法體系將不斷發(fā)展和完善, 為生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及相關(guān)分支學(xué)科和跨學(xué)科領(lǐng)域的理論創(chuàng)新和應(yīng)用研究提供科學(xué)、可靠、高效且不斷完善的調(diào)查研究工具和技術(shù)方法, 并逐漸發(fā)展相應(yīng)分支學(xué)科及交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)方法體系。伴隨著開放科學(xué)、人工智能和生態(tài)信息學(xué)的興起, 以及計(jì)算能力的指數(shù)式增長(zhǎng), 加上自動(dòng)聲學(xué)傳感器的成本在持續(xù)降低和廣泛應(yīng)用, 生物聲學(xué)工具的創(chuàng)新正在全面改變?nèi)藗兏兄?、評(píng)價(jià)和利用動(dòng)物和環(huán)境聲音的方式。

     (2)作為交叉科學(xué)的分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域。依托理論和技術(shù)創(chuàng)新, 現(xiàn)代生物聲學(xué)在不斷深化與生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、物理學(xué)(聲學(xué))、化學(xué)、信息科學(xué)、社會(huì)學(xué)及相關(guān)分支學(xué)科和其他關(guān)聯(lián)學(xué)科之間跨學(xué)科領(lǐng)域的融合和整合研究, 從早期的博物學(xué)和自然史研究, 到逐漸形成當(dāng)前諸多獨(dú)具特色的分支學(xué)科和前沿領(lǐng)域, 而且不同分支學(xué)科之間也在逐漸融合并互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)(圖1)。近年來, 以自動(dòng)數(shù)字錄音、人工智能和信息科學(xué)為核心技術(shù)的被動(dòng)聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系建設(shè)為生物聲學(xué)研究提供了多樣化的科學(xué)大數(shù)據(jù)和整合研究, 同時(shí)推動(dòng)了生物聲學(xué)與生命健康、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、自然資源可持續(xù)利用、軍事國(guó)防等跨學(xué)科領(lǐng)域的合作研究。同時(shí), 現(xiàn)代生物聲學(xué)以生物聲學(xué)為核心命題、以聲學(xué)大數(shù)據(jù)為牽引, 不斷發(fā)展和完善生物聲學(xué)的核心理論和研究體系, 同時(shí)以生物聲學(xué)的科學(xué)視角和理論方法來審視和解答生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及其他關(guān)聯(lián)學(xué)科中存在的重大科學(xué)前沿問題和核心關(guān)鍵技術(shù), 以促進(jìn)交叉科學(xué)領(lǐng)域的更大發(fā)展。

      (3)跨學(xué)科領(lǐng)域的成果共享和應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。由于生物聲學(xué)相關(guān)技術(shù)和分析工具在研究生物學(xué)和生態(tài)學(xué)問題時(shí)具有通用性、兼容性和共享利用等特征, 因此生物聲學(xué)所取得的研究成果在生態(tài)環(huán)境建設(shè)和生物資源保護(hù)利用等跨學(xué)科領(lǐng)域形成了廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景, 并各自形成了良好的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。我們知道, 解決諸如噪聲污染等人類引起的環(huán)境問題是一項(xiàng)關(guān)鍵的生態(tài)安全和生物安全挑戰(zhàn), 最終將決定生態(tài)系統(tǒng)和生物(包括人類)的健康。當(dāng)今世界噪聲污染對(duì)人類、野生動(dòng)物和生態(tài)環(huán)境的影響幾乎無處不在, 因此加強(qiáng)對(duì)陸地和水體環(huán)境中噪聲污染的生態(tài)治理需要生物聲學(xué)與生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、公共健康、信息科學(xué)、社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān), 促進(jìn)各學(xué)科領(lǐng)域諸多研究成果的共享應(yīng)用。

3.4 展望

      近年來, 科學(xué)團(tuán)體、社會(huì)公眾和政府機(jī)構(gòu)對(duì)生物聲學(xué)資源保護(hù)和可持續(xù)利用的興趣正在逐漸增長(zhǎng), 加上對(duì)全球氣候變化、資源過度利用和生物安全等生態(tài)環(huán)境危機(jī)的日益擔(dān)憂, 因此生物聲學(xué)研究將迎來新的發(fā)展機(jī)遇, 有助于推動(dòng)生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用。

基于上述綜合分析, 我們就生物聲學(xué)進(jìn)行學(xué)科建設(shè)的需求提出以下建議:

      (1)深刻認(rèn)識(shí)生物聲學(xué)作為交叉學(xué)科的建設(shè)需求, 加強(qiáng)生物聲學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。針對(duì)生物聲學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問題及關(guān)鍵核心技術(shù), 構(gòu)建以生物聲學(xué)為核心命題的交叉學(xué)科及相關(guān)基礎(chǔ)研究平臺(tái)是學(xué)科建設(shè)的重要保障。進(jìn)一步明確生物聲學(xué)學(xué)科建設(shè)的必要性和需求, 加強(qiáng)整合性研究和基礎(chǔ)研究投入, 以科學(xué)、開放、標(biāo)準(zhǔn)、共享利用為核心目標(biāo), 結(jié)合國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)及生命健康和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重大需求, 分別在陸地、淡水、海洋等各類生態(tài)系統(tǒng)建立和完善國(guó)家和區(qū)域尺度的生物聲學(xué)監(jiān)測(cè)與研究網(wǎng)絡(luò), 研發(fā)以生物各類群及環(huán)境聲學(xué)數(shù)據(jù)為重點(diǎn)的聲學(xué)大數(shù)據(jù)信息共享服務(wù)平臺(tái)以及生物聲學(xué)在線分析工具, 逐步形成生物聲學(xué)的關(guān)鍵理論和技術(shù)創(chuàng)新研究體系, 為生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

      (2)加強(qiáng)生物聲學(xué)在國(guó)家重大需求、國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)和科學(xué)前沿領(lǐng)域的科技服務(wù)。加強(qiáng)生物聲學(xué)跨學(xué)科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用、成果共享和科技服務(wù), 為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供更多的重要理論支持和系統(tǒng)解決方案, 并在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、公共健康、生態(tài)安全和軍事國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮重要的保障和支撐作用。同時(shí), 生物聲學(xué)研究也有望為2022年實(shí)施的《中華人民共和國(guó)噪聲污染防治法》提供科技支撐和關(guān)鍵服務(wù)。

      (3)加強(qiáng)對(duì)生物聲學(xué)資源的保護(hù)利用、科學(xué)傳播和自然教育。通過建立法律法規(guī)來加強(qiáng)國(guó)家對(duì)生物聲學(xué)資源的保護(hù)和利用, 同時(shí)加強(qiáng)對(duì)生物聲學(xué)科學(xué)知識(shí)的有效傳播和自然教育, 促進(jìn)人們對(duì)聲學(xué)時(shí)空的深切感知和美好體驗(yàn), 增強(qiáng)全社會(huì)對(duì)生物聲學(xué)資源的保護(hù)意識(shí)。建議在國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、自然公園、風(fēng)景名勝區(qū)、人文景觀和城市公園等場(chǎng)所逐步建立各類聲音體驗(yàn)場(chǎng)館和寧?kù)o空間, 建設(shè)一批國(guó)家和地方各級(jí)生物聲學(xué)博物館和科普教育示范基地, 讓“寧?kù)o中國(guó)”為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)及美麗中國(guó)、健康中國(guó)建設(shè)增添更多新的內(nèi)涵。

     (4)加強(qiáng)生物聲學(xué)學(xué)科的組織管理、人才隊(duì)伍建設(shè)和學(xué)術(shù)交流。加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外生物聲學(xué)領(lǐng)域的合作交流和整合性研究, 同時(shí)加強(qiáng)對(duì)青年科技人員、研究生和本科生進(jìn)行技術(shù)方法和科學(xué)理論培訓(xùn), 為本學(xué)科領(lǐng)域培養(yǎng)更多優(yōu)秀青年人才, 加強(qiáng)生物聲學(xué)專業(yè)學(xué)會(huì)的組織建設(shè), 拓寬和深化學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：肖治術(shù), 崔建國(guó), 王代平, 王志陶, 羅金紅, 謝捷 (2023) 現(xiàn)代生物聲學(xué)的學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)及中國(guó)機(jī)遇. 生物多樣性, 31, 22423. doi:10.17520/biods.2022423. https://www.biodiversity-science.net/article/2023/1005-0094/1005-0094-31-1-23023.shtml