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May 21, 2023

サウンドは生物多様性のデータ不足をどのように塞いでいますか?

Team internazionale per gli investimenti sostenibili di Fidelity

フィデリティ・インターナショナルのサステナブル投資チーム

測定されるものは管理されます。 しかし、生物多様性のような複雑なものをどうやって測定するのでしょうか? フィデリティは、録音の分析が投資家や企業による生物多様性リスクのより適切な評価にどのように役立つかを学ぶためにボルネオ島のジャングルを訪れた南フランスの研究者チームの共同スポンサーです。

エクス アン プロヴァンス、フランス、2023 年 2 月。若い環境研究者が、ボルネオ島のパーム油プランテーションで撮影された一連の野生動物の記録を再生します。 部屋はサイチョウの鳴き声とコオロギの鳴き声で満たされます。 画面上で、2 つの黒い長方形が色がちらつきます。 これらはスペクトログラムであり、私たちが聞くことができる音を視覚的に表現したものです。

「黒は沈黙です」と、この研究を行っているフランスの新興企業Green PRAXISのチームの1人である研究者のイヴァン・ベルトラン氏は説明する。 スペクトログラムを使用すると、チームはさらなる調査が必要なものを一目で確認できます。 十分な経験があれば、画像を一目見て種のグループを特定したり、記録が行われた時刻を特定したりすることが可能です。

チャートの下の方に太い赤い線があります。

「このバンドは昆虫です。」

そのすぐ下には、孤独な鳥の鳴き声も見えます。

イヴァンは 2 番目のスペクトログラムを指さします。

「ここにも昆虫の群れがありますが、真ん中にはたくさんの鳥が見えます。」

プレゼンテーションを見ているのは少数の投資専門家のグループです。 彼らは、生物多様性のレベルを測定するためにこれらの音声録音を使用するために後援した研究の最新情報を聞くためにエクスに来ました。 言い換えれば、生き物ではなく、生き物が発する音を捉えること、それが生物音響学と呼ばれる研究分野です。

現在、金融機関が生物多様性の測定に使用する標準化されたツールは、影響の直接的な測定ではなく、活動が発生する場所について既知の情報に基づいて、活動が及ぼす潜在的な影響のモデル化に依存する傾向があります。 このプロジェクトの目標は、種の豊富さ (異なる種のグループが何種類あるか) と種の豊富さ (どのくらいの種類の種が存在するか) の両方の観点から、特定の場所の生物多様性の状態を直接評価するための、迅速かつ手頃な価格で信頼性の高い方法を開発することです。それぞれの種のグループ）、投資家が賢明な決定を下すために必要な種類の生物多様性データを取得します。

フィデリティ・インターナショナルのポートフォリオマネジャー、ヴェリスラバ・ディミトロバ氏は「生物多様性の課題の解決は、脱炭素化を上回る、私たちの生涯最大の投資メガトレンドになるかもしれない」と語る。 「生物多様性に関して現在入手可能なデータは、ポートフォリオ内で当社が負っているリスクを推定するには不十分です。」

インドネシア、ボルネオ島、2022年9月。起伏の多い地形を8時間ドライブし、質素な宿泊棟の床で少し眠った後、フィデリティのアナリスト、ミンリン・リーはテナガザルの鳴き声で目覚めた。 この旅行の理由をよく思い出させてくれます。 ミンリンさんは、アナリストとしてパーム油生産者を取材し、パーム油生産者からその土地でパイロット調査を実施する許可を獲得し、作物を植える生産区画と、同社が管理する保護区および対照区の両方の生物音響を比較した。その利権の外にある。

「私が取材している企業にとって、生物多様性はますます重要な話題になっています」と彼女は説明します。 「特にパーム油プランテーションの場合はそうだ。」

数時間後、ミンリンさんはジャングルの泥の中をブーツで小枝を鳴らしながらかき分け、低く垂れ下がった枝の下や間に合わせの丸太の橋を渡って研究チームを追っている。 彼らは前日に設置されたマイクを確認するために森の中の試験場に向かっていました。 彼らが木々の間を歩きながら、研究者のノリーン・ブラウカットが生物音響学の背後にある概念を説明します。

「音は多くの動物グループによって使用されています」とノリーン氏は言います。 「それを生物多様性レベルの代用として使用できます。」

「他の監視方法と比べてどうですか?」

「生体音響は非侵襲的です。録音装置を所定の位置に置いておくだけなので、人々が森の中を歩き回ったり、野生動物に迷惑をかける可能性がある必要はありません。また、広いエリアや長期間に使用して洞察を得ることができます。一日のさまざまな時間帯やさまざまな季節にわたって。」

この拡張性こそが、生体音響学を大きな変革をもたらす可能性のあるものにしています。 生物多様性を測定する現在の方法は、非常に労働集約的で時間がかかる可能性があり、多くの場合、専門家が観察した異なる種の数と各種の数を物理的に数えることが必要になります。 その結果、世界が急流を必要とするときに、データが少しずつ流れるようになります。

チームは試験場に到着します。

「ここはそれほど悪くありません」と最高技術責任者のパトリック・マクリーン氏は言う。 「最初の対照区はひどいものでした。アリがたくさんいました。」

「パトリックは靴の中にそれを持っていました！」

「そして彼らは噛みつきます」とパトリックは認めた。 「彼らは強く噛みます。」

木の根元には直径約20センチの黒いプラスチックの箱が縛り付けられており、そこから数本のワイヤーがジャングルの床を横切って2台の三脚へと伸びており、1台は幅20メートルの録音現場の両端に設置されている。 それぞれの三脚には一対のマイクが取り付けられており、1 つは地面の近くに、もう 1 つは高い位置にあります。

「アイデアは、サウンドスケープのさまざまな要素をキャプチャすることです」とノリーンは説明します。

パトリックは箱を開け、録音デバイスとそのサウンド カードを慎重に取り出します。 すべての動作は、爆弾を解除するかのように、慎重かつ正確に測定されます。

近くでは、同僚が木の幹に巻尺を巻きつけています。

「私たちにとって重要なことの 1 つは、マイクの周囲の植物の密度を評価することです」とパトリック氏は言います。

これには、直径 10 cm を超えるすべての木を特定すること、現場のビデオや写真を撮影することが含まれます。これらすべてにより、チームは吸音の影響を評価できるようになります。 キャノピーの高さは、マイクが拾う可能性のある鳥やコウモリの数にも影響します。 チームは温度と湿度の測定も行っています。 プロット間の違いをよりよく理解すればするほど、分析でそれらをより適切に説明できるようになります。

Noreen はサウンド カードを取り出し、ラップトップに挿入します。

「昨日の10時16分に始めたんです」と彼女は最初のレコーディングを指して言った。 「最後のファイルは私たちが到着したときのものなので、すべてがそこにあります。」

満足したチームは次の現場の確認に向かいました。 テスト サイトは合計 10 か所あり、それぞれに 4 つのマイクが設置されています。 彼らは、保護地域、生産区画、管理地域をカバーし、6 日間にわたって合計 276 時間の記録を収集する予定です。 理想的には、管理エリアは原生林になります。 しかし、これらはすべて 1980 年代に伐採されているため、この研究の対象となるのは過去 10 年間伐採されていない二次林であり、保護区とは異なり、パーム油会社の監視を受けていません。

エクス アン プロヴァンス、フランス、2023 年 2 月。Green PRAXIS オフィスに戻ったパトリックは、フィデリティのサステナブル投資アナリストであるシャーロット アプリスと座って、チームの調査結果を共有しました。 シャーロットは、明らかな課題について質問することから始めます。

「大量のデータがあります。すべてを 1 か所に集めるにはどうすればよいでしょうか?」

パトリックは、すべての録音をフルで聴くのは非現実的であるだけでなく、無意味だと説明します。 人間は、20 Hz ～ 20 kHz の情報の一部しか聞くことができません。 たとえば、コウモリの鳴き声は、ほとんどの場合、私たちが拾うことができないはるかに高い周波数です。 したがって、別のアプローチが必要です。

答えは、生体音響研究者の主力である音響指数にあります。 音響インデックスは、金融アナリストが企業の会計を理解するために比率やその他の指標を使用するのと同じように、オーディオ サンプルの特定の特徴を取得し、数式を使用してそれを要約します。 2 つの大きな利点は、ソフトウェアを使用して作業の多くを自動化できることと、機器が人間の可聴範囲を超えた音声を拾えることです。

研究チームはさまざまな指標を比較した結果、3 つの指標に落ち着きました。 1 つ目は音響複雑性指数で、ある期間から次の期間までの振幅の変化を測定します。 本質的には、音量の尺度です。

しかし、これは周波数によって設定された帯域で分析される、とパトリック氏は強調します。 「5kHzでどのくらいのことが起こっているのか、10、15などでは何が起こっているのか。」

これは、さまざまな種のグループを分離し、記録に存在する多様性を捉えるための最初のステップです。

2 番目の音響指標である時間エントロピーは、特定の期間内のエネルギー集中を測定し、音の「構造」を表します。

「ノイズは構造化されていない音です」とパトリックは言い、ホワイトノイズを素早く吹きながら実演します。 「『ツイート、ツイート』は構造化された音です。」

3 番目の指標は、鳥の鳴き声などの繰り返しの音を拾うために使用される、指定されたしきい値を超える 1 秒あたりの音響イベントの数を測定します。

次に、各インデックスに色が割り当てられます。赤は音量または「ラウドネス」、緑はエントロピーまたは「構造」、青は 1 秒あたりのイベント数または「繰り返し」です。 これらの色を使用して、チームは、選択されたインデックスが測定する特徴に基づいてサウンドスケープを表示する、いわゆるロングデュレーションフォールスカラー (LDFC) スペクトログラムを作成できます。

以下の画像はそれぞれ 1 日の録音から作成されたもので、生産プロット グラフ上の大量の赤色は、その場所でのより激しい音響活動を反映しています。 言い換えれば、騒音が大きくなったのです。 関連する録音を聞くことで、研究チームは犯人を特定しました。セミは、生産区画のパーム油単一栽培で聞こえる騒音の多くの原因となっている大きな昆虫です。

それは、セミが順応性が高く、農園のような劣悪な環境に耐えられるためかもしれないし、あるいは、セミの音が密集していない植物の間でもさらに遠くまで伝わるからかもしれない。

生産プロットとは対照的に、管理プロットと保全プロットのグラフはより青く表示され、これらのサイトでの 1 秒あたりの音響イベントの数が大幅に多いことを反映しています。

「保護区は生産区とは非常に異なるプロファイルを示し、記録キャンペーンの過程で定性的に管理林区に近づきました」とGreen PRAXISの共同創設者兼最高執行責任者のジェローム・ディ・ジョバンニ氏は認めます。

録音の分析により、生産区画では昆虫の声しか聞こえなかった日中の数時間の期間が明らかになり、パーム油が集中的に生産されている地域では動物群集が変化したという考えが裏付けられる。

「さらに、」とジェローム氏は付け加えた、「指数値を徹底的に比較すると、保全地域で計算されたパラメーターが生産区と管理区の値の間にあることが多いことがわかります。この段階では、種の存在量がまだ低い可能性があることが示唆されています」利権外の対照区よりも保全区のほうが有利です。」

このプロジェクトの目標は、ジャングルのマイクから得られる膨大な量の生データを取得し、生態学的に意味があり、解釈が簡単な方法でパッケージ化することです。 ただし今のところ、作業は依然として非常に手作業で時間がかかります。 プロジェクトの次の段階は、結果の読みやすい視覚的表現を開発することです。 投資家を含め、種の多様性を追跡したい人々にとって役立つのは、直接測定を行い、それらを迅速に分析できるこの機能です。

フィデリティのポートフォリオマネージャーであるヴェリスラバ氏は次のように説明しています。「現在、同じ分野で私たちが投資している2社は、保全活動に同じような時間とリソースを費やしているように見えるかもしれませんが、それらの成果、つまりその取り組みの影響を比較することは非常に困難です」企業が環境に与える影響を測定するために広く採用され、標準化された方法は存在しません。」

生物音響研究の目的は、企業が採用できる拡張性と経済性の両方を備えた方法論を開発することで、この状況を変えることです。 投資家は、自分たちが資金提供する活動がどのように変化し、生物多様性に依存しているのかを理解したいと考えています。

「この研究は、生物音響学が生物多様性を測定する効率的な方法を提供できることを示しています」とフィデリティのサステナビリティグローバル責任者のジェン・ホイ・タン氏は述べています。 「そして、何かが測定されて初めて変更できるので、私たちはそれを現実世界で応用できることに興奮しています。」

生体音響が特効薬になるわけではありません。 それも他のどの指標も、温室効果ガス排出量開示の標準となっている指標である「二酸化炭素換算量」に対する生物多様性の答えとして現れることはないだろう。 自然とそのプロセスはそれにはあまりにも複雑すぎます。 流れを変えるには一連の解決策が必要だ。

それにもかかわらず、低コストで迅速な音響調査を大規模に展開する能力は依然として極めて重要であり、これにより企業は自社の活動の影響を測定して開示できるようになり、投資家には最も優れた業績を上げている企業を特定し、遅れている企業に厳しい質問をするためのツールが提供されます。後ろに。

「より多くのデータがあれば、生物多様性損失の課題の解決により早く貢献できる方法に投資できると確信しています」とベリスラバ氏は言います。

「多くの動物は、見るよりも声を聞くほうが多いのです」とミンリンさんはジャングルで過ごした時間を振り返りながら付け加えた。 「そこに行って、プランテーションや保護地に立って、そこからかなり離れた対照区に行くと、3 つすべての違いを実際に聞くことができます。それを確かな定量データに変えることができれば、私たちは経営陣との議論に勝ち、守るべき土地を守ることができるのです。」

エクスでは研究が続けられています。 さらなる現地調査が計画されており、フィデリティと共同スポンサーは引き続き支援を提供します。 このスペースをご覧ください。 あるいは、耳を澄ませてください。

Green PRAXIS に感謝を込めて。 トゥーロン大学 LIS の DYNI 研究チーム長である Hervé Glotin 教授に。 そしてパヴィア大学CIBRA所長ジャンニ・パヴァン教授。

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