王天明教授利用野外声音回放实验揭示人为噪声显著提升有蹄类猎物的恐惧响应

作者：麦晓烔，李梓琛，朱逸晓，王天明（通讯作者）

论文详情：https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2025.123408

2025年12月，北京师范大学东北虎豹国家野外台站王天明教授团队在动物行为学期刊Animal Behaviour在线发表研究论文“Experimental evidence of anthropogenic noise-induced perceived risks for a free-living mammal”。该研究采用野外声音回放实验，揭示了有蹄类猎物梅花鹿（Cervus nippon）通过逃跑、警戒等行为响应交通噪声、放牧噪声和人类声音，并呈现差异化响应，研究也发现种群大小和性别等种内特征调控对噪声诱导的反捕食行为。本研究为理解噪声通过“增加感知风险”和“声学掩蔽”等不同机制干扰野生动物提供了关键证据，强调了量化与不同噪声源相关的行为和适合度成本对于制定针对性的区域保护策略的重要性。

随着城市化、交通网络和资源开采的不断扩张，人为噪声已成为全球性感官污染源，广泛干扰野生动物对环境信息的感知，改变栖息地选择、风险评估和捕食等关键行为，进而威胁物种的长期续存并破坏关键的生态过程。人类活动产生的噪声可能通过不同的机制影响动物行为。风险干扰假说（risk–disturbance hypothesis）认为人为噪声被动物视为类似捕食风险的威胁，因此引发它们的恐惧和反捕食行为。掩蔽假说（masking hypothesis）则认为，噪声通过掩蔽自然声音信号，削弱动物对关键环境信息的探测能力，进而改变它们的行为。尽管噪声通过不同机制影响行为，但两者都会导致警觉性增加。然而，逃跑比警觉性更能直接反映恐惧，因为它涉及更大的能量消耗和放弃食物资源。因此，逃跑反应可能提供更清晰的证据来区分这两种假说。许多研究已经测试了人为噪声会如何改变动物行为。然而，当前研究多集中于单一噪声类型，对不同噪声源（如交通、农牧活动、人声）的差异影响，以及野生动物在年龄、性别、群体大小等种内特征上的响应差异仍知之甚少。

本研究在东北虎豹国家公园设置28个实验位点（图1），于2024年4-5月开展野外声音回放实验。使用自动行为响应系统（automated behavioural response system），以鸟鸣声作为对照组，测试交通噪声、放牧噪声（牛铃声）和人类声音对东北虎主要猎物梅花鹿行为的影响。研究共记录1180段独立有效视频，涵盖不同性别、年龄和繁殖状态的梅花鹿，系统分析了其逃跑、警戒和觅食三类行为响应（图1）。

图1 东北虎豹国家公园内28个实验位点及三类行为响应

主要发现：

三种类型人为噪声对梅花鹿行为的差异化影响

人类声音和交通噪声显著提高了梅花鹿的逃跑概率，即使没有逃跑，发现梅花鹿在暴露于这两种噪声刺激时全程保持警戒的概率超过80%（图2）。表明人类声音和交通噪声可能会增加有蹄类动物感知的捕食风险，支持风险-干扰假说的预测。虽然梅花鹿没对放牧噪声刺激显著提高逃跑概率，但相对于对照组它们更有可能保持警惕状态，同时觅食的概率显著降低（图2）。因此，与人类声音和交通噪声不同，放牧噪声可能并未被有蹄类动物视为威胁，警戒增加和觅食减少的现象可能是由于掩蔽效应，即噪声干扰了鹿对自然声信号的感知。

所有类型的噪音都显著增加了梅花鹿保持警戒的概率并减少觅食的可能性，能量消耗的增加和觅食机会的丧失可能会降低它们的适合度。

图2 不同声音回放处理下梅花鹿的行为响应预测概率 (a)逃跑；(b)全程警戒；(c)觅食。不同小写字母表示显著差异 (p < 0.05)。

群体规模影响梅花鹿在噪声下的警戒和觅食

在声音回放处理中，梅花鹿群体的警戒和觅食的概率均随着群体规模的增大而显著提高（图3）。在较大的群体中活动可能有助于有蹄类在人为噪音下维持群体警戒，同时减少个体对警戒的投入，并将更多时间分配给觅食等提升适合度的行为。因此，群体活动的增加可能是有蹄类动物应对人类引起的捕食风险的有效策略。

图3 群体规模对梅花鹿行为响应的影响。(a)全程警戒；(b)觅食。阴影区域表示预测值的 95%置信区间。

不同性别-年龄梅花鹿群体的觅食差异

母子群和雌雄混合的成年鹿群在受到噪音干扰时，比成年雄鹿更有可能觅食（图4）。一方面，实验时正值东北亚梅花鹿的产仔季节，可能是与繁殖和育幼相关的能量需求增加导致了觅食概率提高。另一方面，本研究中母子群和雌雄混合的成年鹿群的平均群体规模约为四只，而成年雄鹿通常是独居的。如前所述，群体规模较大的个体更倾向于觅食。这些结果表明，在理解人为噪音的影响时，必须考虑行为响应的种内异质性。

图4 不同性别-年龄梅花鹿群体的觅食概率

本研究表明，噪声类型和种内特征共同塑造了野生有蹄类动物对噪声诱导风险的反捕食行为响应。制定适应性和灵活的管理计划对于减轻噪声对动物及其行为的影响至关重要。可以根据野生动物空间分布，将人类活动限制在特定区域，以减少动物暴露于人为噪声之中。除了空间管理，限制人类活动的时间段也将有所帮助，尤其是在动物生命的重要阶段（例如交配、产仔和育幼时期）。

北京师范大学生命科学学院已毕业硕士麦晓烔（现港大博士生）为论文的第一作者，王天明教授为通讯作者，硕士研究生李梓琛和博士研究生朱逸晓参与了该研究。该研究工作得到了国家重点研发计划项目（2024YFF1307300）资助。

研究现场图像记录