● 摘要
鸟类的鸣声中包含有丰富的生物学信息，研究鸣声对于了解鸣声与行 为的关系、鸟类的种群结构及种属分类具有重要的实际意义。国内对于鸟鸣声的 研究，多为鸣禽类鸣声，而鲜见颧形目鸟类的鸣声研究。朱鹮（Nipponia nippon）， 颧形目，是我国一级保护动物，世界稀有珍禽，也是我国特有的生物物种资源。 朱鹮曾一度绝迹，自1981年在我国洋县重新发现后，经保护数量有了明显增加。 但由于是亲鸟种群，朱鹮并没有完全摆脱灭绝的危险。研究朱鹮的鸣声对于进一 步了解朱鹮，保护朱鹮具有重要现实意义。本文首次定量分析了朱鹮在六种状态 下的鸣声信号，即警戒叫声、交配叫声、拟交叫声、理羽叫声、飞行叫声和日常 召唤叫声。对各种叫声作了时域分析、频域分析和时频分析，提取不同叫声的特 征，并讨论了各种叫声的生物学意义，为朱鹮的科学保护作了有益探讨，为朱鹮 鸣声的系统研究提供了基础数据，同时也为我国鸟类声学的研究增添了新的资料。 一、较全面地概述了有关鸟类鸣声和朱鹦的研究现状，介绍了朱鹮鸣声采集和 分析的方法。介绍了计算机语图的作法，它能够用横轴的时间、纵轴的频率和表 示信号强度的颜色深浅反映信号的时频特性。 将小波分析方法引入到鸣声信号的 消噪、基音周期检测和语图的改进中。经比较分析，得到小波去噪的最佳参数； 结果表明，利用小波分析手段能够取得比传统的基音周期检测方法和语图作法更 好的效果。为了更方便地分析朱鹮的鸣声信号，在Matlab下编程建立了用户界面， 可以对采集到的鸣声信号进行小波消噪及较全面的特征分析，包括时域，频域和 声谱分析。 二、采集和分析了洋县朱鹮的6种叫声信号：警戒叫声、交配叫声、拟交叫 声、理羽叫声、飞行叫声和日常召唤叫声。做出了各种叫声的时域波形图、功率 谱图和语图。结果显示，警戒叫声为单音节，持续时间为414ms，主频为1890Hz， 主要频率范围300～3450Hz之间，有10个频带，属多谐谱，呈半拱形结构，基频 为350Hz。交配声行为分为两个阶段。第一阶段叫声为单音节，持续时间289ms， 主频（也是基频）240Hz，主要频率范围200～1200H，有5个频带，为多谐谱， 随时间略下降。第二阶段叫声为单音节，持续时间为1690ms，主频为860Hz，主 要频率范围为300～1300Hz，有7个频带，各频带上升到270ms时开始下降。拟 交叫声不仅有单音节类型，还有双音节和三音节类型。其中单音节拟交叫声持续 时间1093ms，主频1403Hz，主要频率范围280～2000Hz，15个频带，随时间而 略有下降夕属多谐谱，基频为345Hz；双音节拟交叫声持续时间2320ms（S1音节 1320ms，S2音节790ms），主频1420Hz，主要频率范围205～2100Hz，S1音节有 13个频带，随时间略有提升，S2音节有8个频带，随时间而下降，属多谐谱，基 频为350Hz，语图整体呈三角形；三音节拟交叫声持续时间1910ms（S1、S2、S3 音节持续时间分别为907ms、544ms和453ms），S2音量最大，频带数分别为10、 12和5个，主频为1280Hz，主要频率范围220～2900Hz，基频为325Hz，多谐谱。 理羽叫声为单音节，主要有两种类型：第一种叫声为很低的咕噜声，持续时间 760ms，主频250Hz，主要频率范围100～2800Hz，语图未见清晰的频带。第二种 叫声更为常见，音量比第一种大，持续时间480ms，主频1130Hz，主要频率范围 250～2200Hz之间，有11个频带，属多谐谱，呈直线型，基频为295Hz。飞行叫 声为单音节，持续时间220ms，间隔时间较均匀（260ms），主频为1190Hz，主要 频率范围400～1800Hz，4个频带，为等频差谱，呈拱型结构。日常召唤叫声为单 音节，持续时间360ms，主频807Hz，主要频率范围220～l100Hz之间，5个频带， 多谐谱，呈直线型，基频260Hz。6种叫声以双音节拟交叫声持续时间最长（2.32s）， 飞行叫声最短（0.22s）；以警戒叫声的主频最高（1890Hz），第一阶段交配叫声的主频 最低（240Hz）；其中单音节拟交叫声频带数最多（15个），飞行叫声最少（4个）。 结果认为朱鹮叫声特点是与相应的行为功能一致的，而且有较鲜明的特征区别。 三、研究了朱鹮叫声的雌雄个体差异及其与同目鸟类白鹭（Egretta garzetta）、 苍鹭（Ardea cinerea）叫声的差异。比较了雌性和雄性朱鹮的日常召唤叫声，雄鸟主 频比雌鸟主频低（两者分别为730和884Hz），品质因数比雌鸟高（两者分别36 和25），说明其音色较纯。同一性别不同个体的朱鹮的日常召唤叫声也有一定差异， 但没有性别间差异明显。数量特征可以作为性别和个体身份识别的依据。比较了 朱鹮与其伴生鸟类白鹭和苍鹭的飞行呜叫声，白鹭的飞行呜叫声主频最高 （1560Hz_），苍鹭次之（1380Hz），朱鹮的主频最低（1190Hz）。体现了物种的差别。 四、探讨了朱鹮的发声机理，建立了朱鹮鸣声信号模型。朱鹮气囊中的空气通 过肺和支气管进入鸣管，驱动鸣膜发生周期性振动，经气管，咽腔传播，从鼻孔 和口腔中发射出来。借鉴语音模型，建立了朱鹮鸣声信号的终端模型，包括声源 模型、声道模型和辐射模型三个部分。人工仿真了朱鹮的拟交叫声信号、理羽叫 声信号和日常召唤叫声信号，和真实呜叫声基本相同。
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