L'acoustique des écosystèmes permet de déceler leur détérioration

À partir des empreintes acoustiques, les chercheurs ont pu identifier automatiquement des sons anormaux tels que les engins motorisés.

Une équipe internationale de chercheurs a pu identifier la qualité de la biodiversité dans plusieurs forêts de la planète en fonction de leurs paysages sonores.

Les pressions humaines font évoluer les écosystèmes naturels à un taux sans précédent. Comprendre ces changements est important pour éclairer les décisions. Mais les enquêtes de terrain sont généralement lentes et mobilisent beaucoup d'effectifs. Dans une étude parue en juin 2020 dans la revue PNAS (Proceedings of National Academy of Sciences), une équipe internationale de chercheurs, conduite par Sarab S. Sethi de l'Imperial College de Londres, montre qu'une analyse automatisée des sons d'un écosystème, son paysage sonore, permet une surveillance écologique évolutive.

Les chercheurs ont utilisé un réseau de neurones artificiel pour calculer les empreintes acoustiques des paysages sonores à partir d'un panel d'écosystèmes : forêts tempérées de feuillus d'Ithaca (État de New York), Abel Tasman National Park (Nouvelle-Zélande), forêts tropicales humides des Célèbes (Indonésie), forêt tropicale pluviale du Parc national de Nouabalé-Ndoki (République du Congo), et forêts tropicales humides de Sabah (Malaisie). Ces cinq sites d'étude couvrent des régions tempérées et tropicales, des écosystèmes forestiers gérés et protégés, qui ont permis de tester la transférabilité de cette approche.

À partir des empreintes acoustiques numérisées, les chercheurs ont pu prédire la qualité de l'habitat et la biodiversité à plusieurs échelles, et identifier automatiquement des sons anormaux tels que les coups de feu et les tronçonneuses.

Une analyse automatisée des sons d'un écosystème, son paysage sonore, permet une surveillance écologique évolutive.

Cette expérimentation a permis de discerner les différences acoustiques entre les écosystèmes, de détecter des variations spatiales dans la qualité de l'habitat et de suivre les variations de la dynamique temporelle de la biodiversité à travers les saisons avec une précision dépassant les possibilités des indices fournis par l'éco-acoustique artisanale conventionnelle.

Ces résultats ouvrent la voie à une automatisation de la surveillance éco-acoustique pour détecter les changements environnementaux sur de longues échelles de temps. Par exemple, la perte de biomasse des arbres, l'exploitation forestière sur une période de plusieurs mois, les changements annuels de phénologie des communautés d'oiseaux et l'augmentation progressive de la biomasse forestière à travers des décennies de restauration des forêts, peuvent tous être suivis avec précision dans le temps en utilisant ce cadre d'analyse.

Les chercheurs ont développé un algorithme de notation des anomalies spécifiques à chaque site en utilisant un modèle adapté à cinq jours complets d'acoustique. Ce dispositif permet de détecter, en temps réel, les activités humaines telles que l'exploitation forestière illégale et la chasse dans les zones protégées.

source : actu environnement / Agnès Sinaï