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(一)、資料分析流程

本研究的資料分析流程如圖 3所示。首先針對每一個樣點每日完整

錄音與整年間隔錄音所錄製的每一分鐘聲音檔案,使用左聲道音檔計 算上述 6 種聲音指數 (圖 3 A-1,A-2,B,詳見本章第三節「聲音指數」)。

將整體聲景做為分析的對象,依不同錄音取樣方法對前步驟所得之每 分種聲音指數數值進行取樣 (圖 3 C,D-1,D-2),此步驟所謂不同錄音取 樣方法,包括最密集完整的錄音方式以及降低頻度與覆蓋率的其他錄 音方式 (詳見本節第二段「長期聲景監測的錄音取樣方式」)。接下 來以每日為單位,針對每一個聲音指數,計算該日所有指數值之 5 個百分位數 (P5、P25、P50、P75、P95;圖 3 E-1,E-2) ,此步驟所得之 5 x 6 指數矩陣 (6 種聲音指數各 5 個百分位數)視為每日聲景特徵值。

過去多數研究採用中位數或平均數做為眾多聲音指數數值的單一代 表數值 (Fuller et al., 2015; Jorgea et al., 2018; Pieretti et al., 2015)。本 研究除中位數(P50)外,新增第 5(P5)、第 25(P25)、第 75(P75) 與第 95(P95)百分位數等 4 個百分位數,使聲景特徵值的面向更完 整。最後利用 bootstrapping 隨機抽取日期,比較各錄音取樣方式與最 密集完整之錄音方式間是否具有聲景特徵值的顯著差異 (詳見本節 第三段「指數百分位數差值之機率分佈」;圖 3 F)。得到各取樣方法 的取樣代表性後 (圖 3 G),分析錄音頻度與覆蓋率對取樣代表性的影 響 (圖 3 H)。

整個分析流程重複適用在不同季節、棲地、聲音群集 (詳見本節第八 段「(八)、錄音覆蓋率與錄音頻度對取樣代表性在特定聲景下的影響」) 等特定資料組 (圖 3 I-1,I-2),以得到不同特定聲景下最佳的長期聲景 錄音取樣方式。

21 bootstrapping 重複抽取 1000 次與錄音總日數相等之隨機日期,每次抽取後計算平均

值。檢定此 1000 筆差值平均值的 95%機率分佈是否等於零

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每一次的 bootstrapping 都是比較單一聲音指數的單一百分位數在最 密集錄音資料與其他錄音取樣方法間是否具有顯著差異,為了使每一 次 bootstrapping 的取樣是在比較同一日的差異,因此在計算出每日指 數百分位數值 (P5、P25、P50、P75、P95)後,各錄音取樣方法直接與同 一日最密集錄音的指數百分位數相減,以此步驟控制是在同一天下得 到錄音取樣方法間指數百分位數的差值 (圖 3 F)。

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在整年間隔錄音資料中,我運用整年 365 天的監測資料比較一整年下 錄音取樣方法間的差異,因此每一次進行重複取樣時,樣本數為 365 個指數百分位數差值;如果是運用每日完整錄音資料分析時,由於資 料總數日數為 50 天,因此每一次重複取樣樣本包括 50 個指數百分位 數差值 (圖 3 F)。

最後以 365 個或 50 個指數百分位數差值的平均值,做為該次重複取 樣樣本的統計值 (圖 3 F)。Bootstrapping 重複 1000 次後,獲得 1000 個指數百分位數的平均差值,形成差值機率分佈 (圖 3 F)。若一錄音 取樣方法與最密集完整錄音方法間沒有指數數值的差別,我預期該指 數百分位數平均差值為零,亦即前述差值機率分佈之 95%區間應包含 零。反之,若差值機率分佈之 95%區間低於或高於零,表示該錄音取 樣方法與最密集完整錄音方法間有指數數值的差別。

(六)、取樣代表性

重複上述 bootstrapping 步驟,完成 6 個聲音指數的 5 個百分位數,統 計各錄音取樣方式與最密集完整錄音方法沒有顯著差異的總數,在所 有聲音指數的所有百分位數皆沒有顯著差異時則達到最大值 30,將 此差異總數除 30 使數值介於 0-1 之間後,此數值即為「與最密集錄 音一致的比例」或「與最密集錄音方法沒有顯著差異總數的比例」,「一 致的比例」愈高就代表該錄音取樣方法越具有取樣代表性,此研究皆 以此判斷各聲景資料下,各取樣方法取樣代表性的高低 (圖 3 G)。

(七)、錄音頻度與覆蓋率對錄音取樣方式代表性的影響

分析錄音頻度與錄音覆蓋率對錄音取樣方式代表性的影響。在同樣的 錄音覆蓋率下,錄音頻度與錄音長度 (每次錄音的長度)是兩個相互 影響的因子 (表 4),因此本研究統一以錄音頻度簡稱此兩因子共同對 錄音取樣方式代表性的影響 (圖 3 H)。

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1. 錄音覆蓋率的影響

每日完整錄音資料與整年間隔錄音資料皆擁有 6 種錄音覆蓋率。在 每日完整錄音資料中將 16 種錄音取樣方法依錄音頻度分成三組 (表 4),頻度分別是 1 次、2 次與 3 次以上,控制同樣的錄音頻度,

用「取樣代表性」 (圖 3 G) 的高或低判斷不同錄音覆蓋率對取樣 代表性的影響。在整年間隔錄音中,6 種錄音取樣方法分別具有 6 種錄音頻度與 6 種錄音覆蓋率,因此,無法控制其中一項固定比較 另一項因子的影響,因此我僅評估錄音覆蓋率對取樣代表性的影 響。

2. 錄音頻度的影響

每日完整錄音資料的 16 種錄音取樣方法中,共有 5 種錄音覆蓋率,

各擁有 3 種錄音頻度。我控制同樣的錄音覆蓋率,以不同的錄音頻 度之錄音取樣方法所具有的「取樣代表性」的高或低,判斷錄音頻 度對取樣代表性的影響。

(八)、錄音覆蓋率與錄音頻度對取樣代表性在特定聲景下的影響

除了針對整體聲景的分析外,我也依照棲地、季節與聲音群集分別定 義 3、4 和 3 個特定聲景,並針對各特定聲景進行與整體聲景相同的 分析 (圖 3 D-H)。

特定棲地聲景依錄音的樣點做分類,分為濕地、天然林、人工林三種 棲地聲景,各單一棲地的聲景皆會包含跨季節與跨聲音群集的資料,

每日完整錄音資料與整年間隔錄音資料皆會進行此分析。

特定季節聲景是以臺灣地區月均溫作為分類依據,將最冷月 1 月作為 冬季的中間月份,劃分為 12、1、2 月為冬季,3、4、5 月為春季,6、

7、8 月為夏季,9、10、11 月為秋季,各單一季節的聲景皆會包含跨 棲地與跨聲音群集的資料,由於每日完整錄音資料只收集 5 個月,因 此只有整年間隔錄音資料會進行此分析。另一方面,由於每一季節總 數約為 90 天,因此 bootstrapping 重複取樣的樣本數會調整每一次取 樣為 90 天的單一指數百分位數的差值。

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特定聲音群集聲景是指聲景在每日時間尺度中的不同時段,因為不同 時段具有不同發聲物種群聚,影響該時段聲景特徵,此定義乃參考 Farina 的分類 (Farina & James, 2016),以 R 套件 suncalc (version 0.5.0) (Thieurmel & Elmarhraoui, 2019)與 GPS 座標資訊得到日出日落時間 點,設定黎明與黃昏的時間分別為日出與日落前後 1.5 小時 (Eldridge et al., 2016; Leach et al., 2016),定義為暮光群集,白天時段則為日光 群集,夜晚時段則為暗夜群集,各個時間段彼此錯開不重疊,但會因 每日日出與日落時間不同而使每日暗夜群集與日光群集每日時間的 總長度不同,而暮光群集每日都是固定為 6 小時。各單一聲音群集的 聲景皆會包含跨棲地與跨季節的資料,每日完整錄音資料與整年間隔 錄音資料皆會進行此分析。

圖 4、聲音群集在每日時間尺度上的分布圖。

將聲音群集依黎明與黃昏分成三大時間段,分別是暗夜群集 (nocturnal community)、暮光群集 (twilight community)與日光群集 (full light community) 三種。

27 年 8 月,每月收集 10 日,分別自 4/19、5/10、6/10、7/11、8/10 的 00:00:00 開始,在三個樣點資料收集比例皆為 100%,共錄製 720 個錄音檔,每一

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