蝙蝠的回声定位研究综述.doc

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1、蝙蝠的回声定位研究综述摘要:蝙蝠的冋声定位在强度、持续时间及频率等方面的变化模式显示出这类声学信号的多样性,而这种多样性与蝙蝠的捕食对策、声通讯、听觉系统、行为状态、生态位、性别等相关，它的精确性让人叹服，因此有很高的研究价值。关键词：蝙蝠；冋声定位；AbstractChanges,inthebat'secholocation,intheintensity,durationandfrequencyShowthediversityofthiskindofacousticsignals,thediversityhassomethin

2、gwithbat'spredation,voicecommunication,auditorysystem,performancestatus,ecologicalniche,gender,etc.wewonderataccuracyofbat'secholocation,soithasahighresearchvalue・1回声定位概述回声定位及其意义蝙幅在黑喑屮飞翔是利用回声定位(Echolocation)进行导航的。回声定位是一个复杂的，高度进化的过程，是一种动物对自身发射声波回声的分析，通过这种分析来建立其周围环境的声音

3、“图像”。蝙蝠有着发达的咽喉肌，能依次快速有力地收缩产生超声波，声波由或嘴传出，有的两者兼之，蝙蝠发出的超声波在三维空间屮传播，其形式是以声波发出点的延长线为轴的圆锥体。当声波遇到环境屮的物体后就会以声波的形式返冋，但此时声波的性质已经改变。通过回声的接受和处理，蝙蝠不仅可以探测到运动物体的距离、方向和运动速率，还可以判断其大小、形状和结构，通过这些信息蝙幅可以避开障碍物，识别和跟踪飞行屮或栖息的猎物⑷。回声定位机能对蝙蝠的生活是很重要的，冋声定位系统的高度进化使得蝙蝠在空屮又避开与大多数鸟类的竞争，开辟了独特的生态位一黑暗的天

4、空，蝙蝠正是利用了这一优势使得种群生存和繁衍下来⑵。人类通过模仿蝙蝠的冋声定位系统发明了雷达，这是对仿生学最有力的支持。对编蝠冋声定位叫声的了解是研究蝙蝠行为牛态和保护的基础，最近几年来，人工神经网络被成功地应用于蝙蝠的声学研究中，这无疑为蝙蝠的研究和保护提供了强有力的工具⑶。2回声定位与捕食有研究表明对于食虫蝙蝠來说，昆虫体型大时，需要花更长的时间捕获、征服和进食,这本身要消耗相当多的能量；昆虫太小又难以满足每口的能量需要。从生理角度来说，蝙蝠最适合产生波长等于或小于其身体大小的声波，体型越小，产生的波长越小，频率越高,高频声

5、波是一种短距离探测；体型较大的蝙蝠则需要捕食较大的猎物來满足较大的能量消耗。低频率遇到较小的H标后反射的回声很弱，同时低频率的蝙蝠声脉冲吋间较长，这是蝙蝠不断适应捕食环境、猎物类型及捕食策略的结果。另有研究表明蝙蝠回声定位信号的强度变化一般为60〜110分贝。由于高频声波经过空气时迅速衰减，所以蝙蝠必须发岀高强度的声波才能保证回声定向的准确性。而蝙蝠声波的传递及反馈与捕食环境密切相关，故此可以预计高强度的声波被用于开阔地带，而低强度的声波被用于森林树冠层之类的复杂环境而且在开阔地带捕食的蝙蝠比在狭窄空间捕食的蝙蝠发出信号的持续吋

6、间长⑷。不同强度、持续时间以及随时间的频率变化显示了蝙蝠冋声定位信号的多样性，而这种多样性又与捕食栖息地及捕食对策相关。3回声定位与声通讯由于绝大部分蝙蝠依赖回声定位获取外界信息，因而蝙蝠成为声通讯和听觉研究很好的模式动物。回声定位蝙蝠发出的声信号及其声行为，与它们的捕食策略及个体间通讯密切相关低。声行为和声信号在蝙蝠捕食、通讯和繁殖过程屮共同起着重要作用。蝙蝠声通讯主要是种内通讯，包括了繁殖期雌雄个体间声音应答和母婴识别繁殖期的雄蝙蝠，先占据一定的求偶领域，发出低频叫声，吸引雌性。雄性的叫声频率随雌性的飞近而升高。雌骗蝠接收到

7、雄性的“求爱”声后，发出应答声。在求偶过程屮，雄性发声吸引雌性至关重要，但雌性对雄性应答及其它行为尚待进一步研究国。有研究表明蝙蝠母婴问的联系在幼蝠岀生后不久就已经建立。幼蝠叫声特征每天均有差异，母輻能适应其变化，回巢时能准确辨岀其息叫声并定位。4回声定位与听觉系统蝙蝠能有如此神奇的回声定位功能还要依赖于发声，听觉和运动三个系统的协调活动。特别是听觉系统在回声信息的接受，处理过程屮起着重要的作用研究表明，虽然蝙蝠的听觉传导通路与一般的哺乳动物基本相似,但是听觉系统的结构出现了一些明显的特化现象，这种特化从外周听觉器官特别是耳蜗基

8、底膜开始，贯穿了整个听觉系统。蝙蝠大多具有大而呈喇叭状的耳廓,在回声定位时，耳廓可以前后鼓动朝不同的方向，并且可以通过改变形状来接受回波。耳廓的方位和形状对蝙蝠利用双耳效应(BinauralInteraction)即回波到达两耳的时间差和声强差来判断H标的距离和