Depuis l’espace, des parties de la forêt amazonienne qui ont déjà été exploitées ou brûlées peuvent sembler entièrement récupérées avec une canopée saine, luxuriante et verte. Ils peuvent sembler être des lieux bourdonnant d’activité et pleins de sons. Mais à l’intérieur de la forêt tropicale, la vie animale peut raconter une histoire différente des dommages causés à leur environnement grâce à un paysage sonore plus silencieux.
Des scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et de l’Université du Maryland, College Park, ont étudié comment l’acoustique d’une forêt peut être un indicateur rentable de sa santé.
Danielle Rappaport, alors doctorante à l’Université du Maryland et aujourd’hui co-fondatrice de l’Amazon Investor Coalition, a dirigé cette recherche à partir de 2016. Elle et son équipe ont combiné des données acoustiques collectées sous le couvert forestier avec des mesures de hauteur d’arbres à partir de vols d’avions et observations spatiales d’exploitation forestière ou d’incendies à partir de satellites Landsat. Landsat est un partenariat de longue date entre la NASA et l’US Geological Survey.
Dans les forêts qui ont été brûlées plusieurs fois, les enregistrements de bruits d’animaux étaient plus silencieux que dans les forêts intactes, laissant des vides dans le paysage sonore et indiquant que les espèces qui étaient présentes auparavant avaient maintenant disparu. Alors que Rappaport s’aventurait dans ces parties précédemment brûlées de la forêt tropicale pour placer les enregistreurs pour les mesures scientifiques, elle a dit qu’elle pouvait sentir les différences.
« J’ai travaillé avec les forêts tropicales toute ma vie professionnelle », a déclaré Rappaport. « Je n’ai jamais été dans une forêt aussi dévastée. C’est quelque chose que vous pouvez sentir, vous pouvez entendre, c’est partout. »
Le premier jour de randonnée à travers une forêt qui avait été incendiée cinq fois au cours de la période d’étude, l’assistant de terrain de Rappaport a temporairement démissionné en raison de la nature oppressive de l’environnement. L’environnement était plus dur dans les forêts qui avaient été incendiées plusieurs fois, a déclaré Rappaport. Le sous-bois de la forêt était épais et difficile à parcourir, et des insectes tels que les abeilles de la sueur l’entouraient. Cependant, ces différences sur le terrain dans l’environnement animal ne sont pas observables lorsque les forêts sont mesurées depuis l’espace, où la canopée qui repousse apparaît presque aussi verte et complète qu’avant les incendies.
Au lieu de choisir des moments spécifiques de la journée pour cibler les signatures acoustiques d’espèces bien connues, Rappaport et son équipe ont choisi de placer et de laisser des enregistreurs dans des forêts dégradées pendant de longues périodes pour rassembler un répertoire sonore plus complet et incluant les espèces. Une fois analysés ensemble, ces enregistrements ont révélé des empreintes écologiques uniques, ou paysages sonores. Les espèces de grenouilles, d’insectes, d’oiseaux et de primates occupent chacune l’espace sonore de différentes manières, ce qui permet d’analyser la biodiversité et les systèmes écologiques sans que les scientifiques soient physiquement présents.
« Vous pouvez considérer le paysage sonore animal comme un orchestre », a déclaré Rappaport. « Les flûtes occupent un moment de la journée différent et une bande de fréquence différente de celle des hautbois. »
Son équipe a développé une nouvelle façon de quantifier la santé des forêts en analysant les paysages sonores avec une approche de théorie des réseaux. Cela signifie qu’en utilisant le paysage sonore numérique dans son ensemble – la musique orchestrale – l’équipe de Rappaport pourrait comprendre la relation entre le niveau d’impacts et la communauté d’espèces – le caractère et la qualité des instruments qui jouent – sans nécessiter l’identification de toutes les espèces. .
Depuis l’espace, des parties de la forêt amazonienne qui ont déjà été exploitées ou brûlées peuvent sembler luxuriantes et vertes, comme un endroit bourdonnant d’activité et plein de sons. Mais à l’intérieur de la forêt tropicale, la vie animale peut raconter une histoire différente, celle d’un environnement hostile et d’un paysage sonore plus silencieux. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA
« C’est un pas de plus vers la compréhension de la communauté sonore sans avoir besoin de savoir quelles espèces individuelles sont là parce que nous commençons à les écouter de manière à nous aider à connecter la production coordonnée du son, même si nous ne savons pas qui fait le bruit », a déclaré Doug Morton, un scientifique de la Terre à la NASA Goddard et Ph.D. Rappaport. conseiller.
Savoir où placer les enregistreurs et comment interpréter la diversité des paysages sonores a nécessité des données supplémentaires provenant de mesures lidar prises entre 2013 et 2016 et des 33 dernières années d’enregistrements par satellite Landsat.
« Notre capacité à analyser des décennies d’histoire grâce à l’enregistrement de données Landsat a fourni une base solide à ce travail », a déclaré Rappaport.
Le programme Landsat, qui a fêté son 50e anniversaire dans l’espace en juillet dernier, a permis aux scientifiques de remonter le temps. Les scientifiques ont créé une chronologie de la couverture forestière amazonienne au cours des trois dernières décennies et ont utilisé l’historique de la dégradation des forêts pour déterminer où placer les enregistreurs. Avec ces données, l’équipe a échantillonné des sons provenant d’emplacements avec différents niveaux d’activité d’incendie et d’exploitation forestière.
Les mesures Lidar expliquent la diversité des paysages sonores en fournissant une représentation tridimensionnelle de la canopée de la forêt. Des avions ont survolé les zones boisées, recueillant des données sur la hauteur des arbres qui ont aidé à déterminer les couches de la forêt entre la canopée et le sol.
« Cette image en trois dimensions porte toujours un souvenir de certaines de ces perturbations historiques », a déclaré Morton.
Ces trois ensembles de données quantitatives superposées ont aidé Rappaport et son équipe à mieux comprendre la structure de l’écosystème des forêts amazoniennes touchées par l’activité humaine.
Ils ont découvert que les forêts brûlées à plusieurs reprises avaient moins de biodiversité que les forêts qui n’avaient été exploitées qu’une seule fois. Par exemple, à chaque feu de forêt supplémentaire, le paysage sonore devient plus silencieux. Après exploitation, le paysage sonore de la forêt suggérait une capacité de récupération de la diversité animale.
Rappaport et son équipe espèrent que cette nouvelle technique ouvrira une nouvelle compréhension de la biodiversité forestière menacée par les incendies et l’exploitation forestière, et sur la relation entre la biodiversité et le carbone stocké dans les forêts amazoniennes au fil du temps. Les paysages sonores fournissent un moyen relativement rentable et rapide d’estimer les niveaux de biodiversité dans des environnements tropicaux complexes et généralement riches en espèces.
« Les données sonores ajoutent une nouvelle dimension à notre compréhension de l’Amazonie », a déclaré Morton. « Je suis fasciné par ce qu’il nous reste à apprendre. »