东方蝙蝠声信号在人工噪声中的可塑性研究

发布时间：2017-09-17 11:31

  本文关键词：东方蝙蝠声信号在人工噪声中的可塑性研究

  更多相关文章： 人工噪声 回声定位声波 交流声波 可塑性 声信号复杂性 东方蝙蝠

【摘要】：动物的声通讯系统包括:信号发出者、信号接收者、声信号。声信号在动物的生存和繁衍中发挥着重要作用,许多动物依靠声信号捕食,求偶,御敌,识别同伴等,以增加个体的适合度。环境噪声既能缩短声信号传播距离,又能降低其信噪比,是动物声信号进化的主要选择压力。其中,由人类交通产生的人工噪声是主要环境噪声之一。蝙蝠是唯一真正会飞且高度集群的哺乳动物,声通讯在蝙蝠的生命活动中发挥着重要作用。虽然一些研究表明回声定位声波在不同生境和噪声中具有可塑性,但相对于蝙蝠物种的多样性来说,蝙蝠回声定位声波在人工噪声中的可塑性仍不清楚。此外,目前对蝙蝠交流声波的研究集中在特征描述和功能探讨,缺乏蝙蝠交流声波在人工噪声中的可塑性报道。综上所述,本研究选择回声定位声波频率范围与人工噪声部分重叠的东方蝙蝠(Vespertilio sinensis)为研究对象,研究人工噪声对蝙蝠声信号的影响,并阐明:(1)人工噪声是否影响回声定位声波的行为。如果受影响,蝙蝠是如何策略性发出回声定位声波以应对噪声的干扰。(2)明确东方蝙蝠交流声波的语谱特征,并揭示交流声波在人工噪声中的可塑性。从回声定位声波和交流声波两方面,全面揭示蝙蝠响应人工噪声的机制,从而为保护蝙蝠提供科学依据。主要结果如下:1.在自然条件下,东方蝙蝠的回声定位声波具有两个谐波,能量集中在第一谐波。人工噪音强度越大,其频率越高(所有P0.05),带宽也越宽(P0.05)。这种改变有利于蝙蝠在噪声环境中获得性噪比高的回声,提高目标定位的精度。2.通过室内回放实验,分别录制东方蝙蝠在道路噪声(频率为0-60 kHz,强度为(无刺激、65 dB、75 dB)条件下的飞行状态下的回声定位声波,通过测量500个回声定位声波表明,蝙蝠的回声定位声波具有3个谐波,能量集中在第二谐波,其频率范围与噪声的频率范围不重叠。东方蝙蝠策略性发出低频、长持续时间且峭度小的回声定位声波,来应对噪声干扰。与无噪声相比,在65 dB下,持续时间显著延长(P0.05),起始频率无显著差异(P=0.19),终止频率显著降低(P0.05),主频显著降低(P0.05),带宽显著增加(P0.05),斜率显著降低(P0.05);与65 dB相比,在75 dB下,持续时间显著延长(P0.05),起始频无显著差异(P=0.09),终止频率显著降低(P0.05),带宽显著增加(P0.05),主频无显著差异(P=0.16),斜率无显著差异(P=0.60)。3.雌性东方蝙蝠交流声波的多样性较高,包括6种简单音节和3种复合音节,具有下调、准恒频、噪音等形式。4.通过室内回放实验,分别录制东方蝙蝠在人工噪声强度为60 dB和无噪声刺激下的交流声波,通过测量音节的声学参数,结果表明:在音节声学参数上,东方蝙蝠通过延长部分音节的持续时间和提高部分音节的频率来应对噪声的干扰;在句子序列层次上,在噪声状态下蝙蝠声信号复杂性比安静状态下的声信号复杂性显著降低(P0.05)。这种改变可能使句子序列变得更为单调,相当于增加音节的重复率,以增强信号的可探测性。综上所述,在噪声中,东方蝙蝠通过改变声学参数和声信号复杂性来应对噪声干扰。研究表明,东方蝙蝠在人工噪声中的回声定位声波和交流声波具有明显的可塑性。
【关键词】：人工噪声 回声定位声波 交流声波 可塑性 声信号复杂性 东方蝙蝠
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB53;Q62
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstrat6-10
• 第一章 引言10-17
• 1.1 人工噪声影响动物声通讯概述10
• 1.2 动物应对人工噪声的声学策略10-12
• 1.2.1 延长叫声持续时间10-11
• 1.2.2 提高叫声频率11
• 1.2.3 提高叫声强度11-12
• 1.2.4 调整曲目数量12
• 1.3 蝙蝠声信号的可塑性12-14
• 1.3.1 回声定位声波的可塑性12-13
• 1.3.2 交流声波的可塑性13-14
• 1.4 研究对象选择14-15
• 1.5 研究目的和意义15-17
• 1.5.1 研究目的15
• 1.5.2 研究意义15-17
• 第二章 材料与方法17-22
• 2.1 回声定位声波对人工噪声的响应实验17-19
• 2.1.1 野外条件下回声定位声波对人工噪声的响应实验17-18
• 2.1.2 室内条件下回声定位声波对人工噪声的响应实验18-19
• 2.2 交流声波对人工噪声的响应实验19
• 2.2.1 回放刺激的获取和合成19
• 2.2.2 不同刺激下交流声波的录制19
• 2.3 声波分析19-21
• 2.3.1 回声定位声波声学参数的分析19-20
• 2.3.2 交流声波声学参数的分析20-21
• 2.4 统计分析21-22
• 第三章 结果22-35
• 3.1 回声定位声波可塑性22-25
• 3.1.1 野外条件下回声定位声波的可塑性22-24
• 3.1.2 室内条件下回声定位声波的可塑性24-25
• 3.2 交流声波可塑性25-35
• 3.2.1 语谱特征的改变25-30
• 3.2.2 音节的持续时间和频率的变化30-31
• 3.2.3 音节频数的变化31
• 3.2.4 交流声波复杂性的变化31-35
• 第四章 讨论35-40
• 4.1 回声定位声波在人工噪声中的可塑性35-36
• 4.2 蝙蝠交流声波的语谱特征36-37
• 4.3 交流声波在人工噪声中的可塑性37-38
• 4.4 蝙蝠声信号应对人工噪声的策略38-40
• 第五章 结论40-41
• 参考文献41-47
• 后记47-48
• 在学期间主要成果48

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本文编号：869171