摘要
鸟类鸣声是一组声学特征变量的集合，携带有编码个体身份的信息。已有的研究发现，鸟类鸣声除具有物种特异性之外，在同一物种不同种群间、不同生活史场景下、个体不同日龄时，也存在不同程度的、可以检测的差别。因此，鸟类鸣声分析被广泛应用于动物行为、进化、分类、保护等研究领域。在动物行为研究中，鸟类鸣声特征变量被认为是亲属识别的一个重要信号，相关的研究虽然已经很多，但是也由此衍生出很多悬而未决的问题，特别是与最普遍的亲属关系（亲-子）识别有关的问题。例如，哪个变量是最能代表个体身份信息的变量？亲本在哪个日龄开始通过后代鸣声作为识别的信号？在此之前亲本识别后代依赖的信号是什么？对这些问题的回答有助于了解后代鸣声在亲子识别中的适合度意义，以及探索鸟类鸣声如此多样化的原因。 本论文针对以上问题，选择以青藏高原上繁殖的灰喜鹊（Cyanopica cyanus）作为研究对象，分析了雏鸟在巢期间乞食鸣叫（begging call）的声信号特征与日龄的关系，并结合在野外设计的巢位置降低实验，检测了亲本在后代识别过程中是否存在日龄拐点，以及雏鸟声信号特征发育与亲本的后代识别是否存在一致性趋势。在巢位置降低实验中，论文应用了96个卵期的巢和84个雏期的巢作为操纵对象，以亲本是否返回被操纵巢并恢复亲本抚育行为作为识别后代的判断依据。在雏鸟乞食鸣叫分析中，采集了源自于12个繁殖群（编号A-L）、308只雏鸟的1108例声音样本。鸣声分析过程中，首先拟合了10个声特征基础变量与雏鸟日龄的关系；接着，提取了每个声音样本的梅尔倒谱系数（Mel-Freqnency Cipstal Coefficients, MFCC），计算出MFCC之间的动态时间规划距离（Dynamic time warping, DTW），作为个体声音差异度的指标，检测了不同繁殖群之间、同一繁殖群内不同巢之间的差异度；最后，计算了不同声特征变量的个体间和个体内变异系数，检测了哪些变量可以用作个体识别的指标。 本论文的主要研究结果如下所示： 1）在野外巢位置下降实验中，亲本对后代的识别概率随着巢移动距离增大显著下降、随着后代日龄增加显著升高，且在其他条件相同时育雏识别的概率高于卵期。 2）十个雏鸟乞食鸣叫基本参数，包括最低频率、最高频率、总熵、平均熵、中心频率、90%带宽、中心时间、90%持续时间、频率变化量和时间变化量，均随雏鸟日龄发生显著变化，且在性别之间无明显差异。 3）个体声音差异度（DTW距离）在不同繁殖群间存在显著差异，在同一繁殖群不同巢之间也存在显著差异。 4）在个体识别分析中发现，大部分声特征变量都能作为区分个体的依据，但在不同雏鸟日龄，变量间的相对贡献率有区别。 本论文的研究结果证明：1）亲鸟在识别后代过程中，其依赖的雏鸟信号与繁殖阶段有关，在卵期和育雏早期以巢的空间位置为主，在育雏晚期转化为以雏鸟的表型为主；2）雏鸟乞食叫声的声信号特征、亲本识别后代的犯错率与雏鸟日龄之间表现出一致性，表明雏鸟乞食叫声的声信号特征很可能是灰喜鹊亲本在识别后代时主要依赖的表型特征。
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