Monitoring of coral reef ecosystem by underwater biological sounds

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H00799
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental and ecological symbiosis
• Research Institution: The Sasakawa Peace Foundation (2019); Fisheries Research and Education Agency (2017-2018)
• Principal Investigator: AKAMATSU TOMONARI 公益財団法人笹川平和財団, 海洋政策研究所 海洋政策研究部, 上席研究員 (00344333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Lin TzuHao 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, ポストドクトラル研究員 (00824377) ; フレデリック シニゲル 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, ポスドク研究員 (10625940) ; 波利井 佐紀 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (30334535) ; 御手洗 哲司 沖縄科学技術大学院大学, 海洋生態物理学ユニット, 准教授 (80567769)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: サウンドスケープ / 騒音影響評価 / 機械学習 / 魚類 / 鯨類 / 環境アセスメント / サンゴ礁 / 温暖化

Outline of Final Research Achievements

Many types of sounds can be heard in the water. Composition of various sources changes diurnally or seasonally. This research visualized underwater soundscape using unsupervised machine learning. Based on the recordings of multiple years, soundscape in coral reefs showed daily and seasonal changes. In addition, diversity indexes of sound types in deep water was higher than that in shallow water. The result supports the refugia hypothesis that suggest mesophotic coral reef ecosystem could have less effect by ocean warming.

Free Research Field

水中生物音響

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水中音記録と機械学習を組み合わせて、これまで見過ごされていた新しい観測対象であるサウンドスケープを可視化した。音は、Essential Ocean Variablesにも挙げられるようになり、特に人間による直接かつ連続した観察が難しい沖合や深海での生態系の理解に役立つと考えられる。サウンドスケープの構成要素が生物音の場合、その音の種類の多様性は生物種の多様性を示すひとつの指標とも考えられる。海中観測の新しい手法として、サウンドスケープ解析が提案された。