A New Context-Based Approach to Assess Marine Mammal Behavioral Responses to Anthropogenic Sounds

Authors


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Abstract

Abstract:  Acute effects of anthropogenic sounds on marine mammals, such as from military sonars, energy development, and offshore construction, have received considerable international attention from scientists, regulators, and industry. Moreover, there has been increasing recognition and concern about the potential chronic effects of human activities (e.g., shipping). It has been demonstrated that increases in human activity and background noise can alter habitats of marine animals and potentially mask communications for species that rely on sound to mate, feed, avoid predators, and navigate. Without exception, regulatory agencies required to assess and manage the effects of noise on marine mammals have addressed only the acute effects of noise on hearing and behavior. Furthermore, they have relied on a single exposure metric to assess acute effects: the absolute sound level received by the animal. There is compelling evidence that factors other than received sound level, including the activity state of animals exposed to different sounds, the nature and novelty of a sound, and spatial relations between sound source and receiving animals (i.e., the exposure context) strongly affect the probability of a behavioral response. A more comprehensive assessment method is needed that accounts for the fact that multiple contextual factors can affect how animals respond to both acute and chronic noise. We propose a three-part approach. The first includes measurement and evaluation of context-based behavioral responses of marine mammals exposed to various sounds. The second includes new assessment metrics that emphasize relative sound levels (i.e., ratio of signal to background noise and level above hearing threshold). The third considers the effects of chronic and acute noise exposure. All three aspects of sound exposure (context, relative sound level, and chronic noise) mediate behavioral response, and we suggest they be integrated into ecosystem-level management and the spatial planning of human offshore activities.

Abstract

Resumen:  Los efectos agudos de los sonidos antropogénicos (como los provenientes de sonares militares, desarrollo energéticos y construcciones cercanas a la costa) sobre mamíferos marinos han recibido considerable atención internacional de parte de científicos, reguladores e industriales. Más aun, hay creciente reconocimiento y preocupación sobre los efectos crónicos potenciales de las actividades humanas (e.g., navegación). Se ha demostrado que los incrementos de la actividad humana y del ruido pueden alterar el hábitat de mamíferos marinos y potencialmente enmascarar la comunicación de especies que dependen de sonidos para buscar pareja, alimentarse, evitar depredadores y navegar. Sin excepción, las agencias reguladoras que han evaluado y manejado los efectos del ruido sobre mamíferos marinos solo han atendido los efectos agudos del ruido sobre la audición y la conducta. Más aun, se han basado en una sola medida de exposición para evaluar efectos agudos: el nivel de sonido absoluto recibido por el animal. Hay evidencia de peso de que otros factores, diferentes al nivel de sonido recibido, incluyendo el estado de los animales expuestos a sonidos diferentes, la naturaleza y novedad del sonido y las relaciones espaciales entre la fuente del sonido y los animales receptores, afectan fuertemente a la probabilidad de respuesta. Se requiere de una evaluación más integral que considere el hecho de que factores contextuales múltiples pueden afectar la manera en que los animales responden a ruido tanto agudo como crónico. Proponemos un método compuesto de tres partes. La primera incluye la medición y evaluación de las respuestas conductuales basadas en el contexto de mamíferos marinos expuestos a sonidos diversos. La segunda incluye medidas de evaluación nuevas que enfatizan los niveles de sonido relativo (i.e., la relación señal-ruido de fondo y el nivel por encima del umbral de audición). La tercera considera los efectos de la exposición a ruido crónico y agudo. Los tres aspectos de la exposición a sonidos (contexto, nivel de sonido relativo y ruido crónico) median la respuesta conductual, y sugerimos que deben ser integrados al manejo a nivel de ecosistema y en la planificación espacial de actividades humanas cerca de las costas.

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