自工業革命以來人類對生態環境的破壞愈演愈烈，因此聯合國提出了從 2021 年開始至 2030 年為「生態系統恢復十年」，呼籲各國保護並修復生態環境，以此達成遏止生態系統衰退、保護完整生態系的目的。 其中土壤是絕大部分陸地生態系統的基礎，擁有約世界上 95% 的物種，是已知生物多樣性最豐富的棲息地類型，然而土壤受到人類影響而衰退的程度是顯而易見的嚴重，這主要來自於人類的集約農業與工業化污染等不可持續的活動，因此土壤的保護是重中之重，這不只是為了保護陸地生物群落，同時也是為了確保人類糧食供應系統的健康運作。 生物多樣性檢測，則是保育生態系統的一個重要環節，這樣保育人員才能從監測數據中，得出有用資訊，判斷保育是否有成效，是否要替換不同保育方式等，因此研究人員強烈呼籲開發新的生物多樣性監測工具並改進現有的生態監測方法。 2024 年發表的一篇研究則以生態聲學技術監測土壤內各類無脊椎動物活動時發出的聲音，以此來判斷土壤中的無脊椎動物物種多樣性，並同時測試生態聲學技術在這方面的可靠程度。
生態聲學介紹
生態聲學調查與其監測技術是目前新興的生態學新分支，這個技術正在被嘗試用來執行生物多樣性的監測，因其可探測各類不同物種發出的聲音訊號，並分析訊號來推斷不同物種的存在、數量與分佈等資訊，甚至能顯示出一些生物行為的訊息，此外生態聲學本身還具有高效、低成本與低侵入性等優點。 目前生態聲學已經被用來監測那些受保護，或者難以捉摸的物種，包含鳥類、蝙蝠、鯨魚、魚類等各種動物，關於土壤的部分也已經成功運用來監測中大型動物的聲學資訊，2023 年的研究也證實，生態聲學技術能夠有效監測英國溫帶森林的土壤生物群落，不過目前還需要更多研究來測試土壤生態聲學在世界其他氣候環境下的可靠性。
研究內容
2024 年的研究，則以南澳大利亞的伯德山（Mount Bold）草地林地（grassy woodland）為研究區域，該地區面積約 5,500 公頃，由於農業擴張、氣候變遷與城市化的問題，目前澳洲被認為只剩下 10% 至 15% 的草地林地，為此諸多復育計畫正在實施中。
伯德山的草地林地與英國的溫帶森林系統不同，屬於地中海式氣候，兩者在結構、物種組成與氣候條件等有著明顯差異，這次研究在於了解不同氣候對於生態聲學分析的有效性影響，並增加生態聲學在不同環境下的應用方式理解，以此擴增生態聲學的適用範圍。 伯德山草地林地在過去曾經有長達一個世紀的放牧活動，直到 2003 年才停止，並在 2005 年至 2009 年實施過植被恢復計畫，因此研究團隊建立了一個時間序列，用來涵蓋保留原始植被的區域、植被遭破壞的區域以及進行過植被復育的區域。 採集樣本時，上述三種區域研究團隊各選了兩個地區採集聲學資訊，他們在五天內進行原地採集和隔音室採集，當隔音室的樣本採集完聲學資訊之後，研究團隊會對樣本土壤的無脊椎動物進行鑑定以及統計，當統計完成之後樣本會全部放回原地。而計數出來的數據則會與紀錄到的聲學資訊進行比對。
研究結果
研究結果顯示出破壞組的物種多樣性與生物數量顯著低於另外兩組，而生態聲學監測出來的結果亦是如此，這樣的結果說明土壤內的聲音複雜性與多樣性越高，和無脊椎動物的數量與物種豐富度呈正相關。同時這也代表伯德山過去的復育計畫，確實讓土壤的生物群落數量與多樣性得到恢復，這與 2018 年基於分子證據監測的研究結論一致。
同時研究發現每個階段的土壤，都呈現出獨特的無脊椎動物群組合，彼此之間雖有部分重疊，但差異明顯，其中，原生組的物種組成與復育組最為相似，而與破壞組的差異最大。值得注意的是，與其他復育地蚯蚓會大量增加不同，伯德山的蚯蚓數量非常稀少，反而是螞蟻成為數量最多的類群，這部分也是影響生態聲學資訊可靠性的因素。 由於螞蟻體型過小，現有的採集設備很難採集到螞蟻發出的聲音，因此當地或許用其他方法會更為合適，或者就是要改進設備，比如提高音訊設備的靈敏度，使其能捕捉到更細微的聲音。
最後
這項研究顯示土壤的生態聲學監測，作為一種非侵入性的監測工具，有著的巨大潛力。在伯德山的草地林地中，原生組與復育組的土壤都呈現出比破壞組更高的聲音複雜度與聲音多樣性，並和土壤無脊椎動物的數量與物種豐富度呈正相關。這證實聲學指標能反映出土壤生物多樣性的狀態。 這項技術在未來仍有很多能改良的部分，除了設備升級以外，也要將晝夜變化與土層深度等因素考慮進去，以此提高適用性。在未來隨著土壤生態聲學的研究逐漸展開，這項技術能為我們了解不同生態系的物種組成提供重要的幫助，並且也能為相關政策的制定提供重要資訊。
圖片用以下方式授權
（作者：白稜） 參考資料： Robinson, J. M., Taylor, A., Fickling, N., Sun, X., Breed, M. F. (2024). Sounds of the underground reflect soil biodiversity dynamics across a grassy woodland restoration chronosequence. Journal of Applied Ecology.
