馬庫(kù)斯·梅德是一位聲音藝術(shù)家兼聲景生態(tài)學(xué)家，他第一次將噪音傳感器插到地里時(shí)，只是一時(shí)興起。當(dāng)時(shí)他坐在一處高山草甸上，突發(fā)奇想，把一個(gè)特制的麥克風(fēng)插進(jìn)了土壤里，“純粹只是好奇”。

很顯然，當(dāng)時(shí)的他還沒(méi)有準(zhǔn)備好面對(duì)即將淹沒(méi)耳機(jī)的嘈雜聲。“這些聲音非常奇怪，有噔噔聲、啾啾聲，還有刮擦聲。你需要一個(gè)全新的詞匯來(lái)描述它。”梅德意識(shí)到，他正在偷聽(tīng)生活在土壤里的生物。

土壤中充滿了像跳蟲(chóng)這樣的微小生物，它們都能發(fā)出獨(dú)特的聲音，而科學(xué)家們才剛剛開(kāi)始了解這些聲音。

生態(tài)學(xué)家們很早就知道，我們腳下的土地也是眾多生命的家園，甚至可以說(shuō)是地球上生命種類(lèi)最多的地方。在外行看來(lái)，土壤似乎只是一層或致密，或疏松的泥土。但事實(shí)上，土壤是一個(gè)迷宮般的復(fù)雜景觀，里面既有隧道、空洞，也有樹(shù)根和腐爛的凋落物。

僅在一杯泥土中，研究人員就統(tǒng)計(jì)出了1億種生命形式，屬于5000多個(gè)分類(lèi)單元。這些地下居民包括微生物和真菌，以及鉛筆尖大小的跳蟲(chóng)（又稱(chēng)彈尾蟲(chóng)）和螨蟲(chóng)，還有蜈蚣、蛞蝓和可以長(zhǎng)到數(shù)米長(zhǎng)的蚯蚓。此外，我們有時(shí)還會(huì)見(jiàn)到鼴鼠、老鼠和兔子，它們至少有一部分時(shí)間生活在地下隧道和洞穴中。

這個(gè)數(shù)量代表了驚人的生物多樣性。對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，這種生物多樣性至關(guān)重要——這些地下群落構(gòu)成了地球上生命的大部分基礎(chǔ)，從我們吃的食物到我們呼吸的空氣，都與此息息相關(guān)。

如今，土壤生物聲學(xué)——有些人更喜歡用“生物振動(dòng)學(xué)”或“土壤生態(tài)聲學(xué)”這樣的術(shù)語(yǔ)——已經(jīng)成為一個(gè)相對(duì)較新的研究領(lǐng)域，越來(lái)越多的生物學(xué)家正嘗試聆聽(tīng)來(lái)自地下的聲音，希望以此進(jìn)入這個(gè)復(fù)雜而神秘的世界。他們發(fā)現(xiàn)，如果配備了合適的傳感器，一根金屬釘插入泥土的金屬釘就能變成一根倒置的天線，捕捉到土壤中嘈雜的聲音。聽(tīng)得越多，研究人員就越能清楚地認(rèn)識(shí)到，我們腳下的大地是多么的富有生機(jī)。

“竊聽(tīng)”地下的雜音，不僅能揭示土壤中的各種生命形式，還能了解它們的生存方式，包括如何進(jìn)食或狩獵，如何悄無(wú)聲息地滑過(guò)彼此，或是通過(guò)擊打、敲擊、鳴唱等方式，來(lái)引起對(duì)方的注意。地下生命世界“是一個(gè)黑匣子”，當(dāng)我們打開(kāi)它時(shí)，才會(huì)意識(shí)到自己知道的太少了。

了解地下生命世界之所以很重要，是因?yàn)橥寥郎鷳B(tài)學(xué)至關(guān)重要。土壤有助于營(yíng)養(yǎng)元素，如碳、氮、磷和鉀的轉(zhuǎn)化，這些元素為植物提供養(yǎng)分，為森林提供食物，或者向空氣中注入氧氣，讓我們能夠呼吸。在土壤生態(tài)學(xué)中，幾乎每一個(gè)環(huán)節(jié)都涉及到蚯蚓、蠐螬、真菌、細(xì)菌和其他分解者。

每一種土壤生物都有自己的音軌。咀嚼植物根部的昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)會(huì)在咬斷食物纖維時(shí)發(fā)出短促的咔噠聲。蚯蚓在爬過(guò)地下“隧道”時(shí)會(huì)發(fā)出沙沙聲，植物根系穿過(guò)土壤顆粒時(shí)也會(huì)發(fā)出這樣的聲音，但根系的移動(dòng)速度比蚯蚓慢得多，節(jié)奏也更為穩(wěn)定。通過(guò)區(qū)分這些聲音，土壤聲學(xué)可以為一些我們目前還無(wú)法回答的問(wèn)題提供線索。比如，植物根系的生長(zhǎng)是在什么時(shí)候？是在晚上嗎？還是白天？或者只在下雨的時(shí)候？

生活在納米比亞納米布沙漠的金鼴鼠，其耳朵里的聽(tīng)小骨變大，也許是為了幫助它們?cè)谏城鹄铩坝斡尽睍r(shí)聽(tīng)到獵物的聲音。

與其他生物相比，人類(lèi)對(duì)這些地下音樂(lè)明顯有些后知后覺(jué)。我們經(jīng)常可以看到鳥(niǎo)兒歪著頭在草坪上跳躍。研究人員認(rèn)為，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)趥?cè)耳傾聽(tīng)地下蚯蚓或昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)的聲音。它們常常會(huì)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)啄開(kāi)土壤，捕食毫無(wú)防備的獵物。

北美的木雕水龜則會(huì)利用蚯蚓對(duì)雨點(diǎn)振動(dòng)的注意力，它們?cè)诘孛嫔隙迥_，以模仿這種聲音，從而使蚯蚓爬出地面，成為一頓美餐。

地下振動(dòng)在發(fā)出信號(hào)的過(guò)程中可能也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。科學(xué)家認(rèn)為，生活在地下洞穴里的鼴鼠，會(huì)通過(guò)用頭或腳撞擊隧道墻壁來(lái)與附近的其他鼴鼠交流。切葉蟻被觀察到在巢穴塌陷并被掩埋時(shí)會(huì)發(fā)出噪音，吸引其他工蟻趕到現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)始挖洞并營(yíng)救同伴。

有些地下聲音可以被人耳聽(tīng)到，但許多聲音的頻率（和音量）過(guò)高或過(guò)低，是我們聽(tīng)不到的。為了捕捉這些信號(hào)，研究人員使用了壓電傳感器等工具。這種傳感器的工作原理類(lèi)似于夾在吉他上的接觸式麥克風(fēng)，它們被固定在一根插在地下的金屬釘子上——長(zhǎng)度有時(shí)可達(dá)30厘米。研究人員將這些傳感器探測(cè)到的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)并放大，成為人類(lèi)所能夠聽(tīng)到的聲音。

卡洛琳-莫妮卡·戈蕾斯是德國(guó)蓋森海姆大學(xué)的景觀生態(tài)學(xué)家，在對(duì)地下噪音的研究中，她被其中所蘊(yùn)含的巨大信息震撼到了。戈蕾斯研究的是蠐螬，一類(lèi)以植物根系為食的甲蟲(chóng)幼蟲(chóng)。她對(duì)這些蟲(chóng)子釋放的氣體——比如甲烷——特別感興趣。生物學(xué)家懷疑，這些不同種類(lèi)的小昆蟲(chóng)，由于數(shù)量過(guò)于龐大，會(huì)產(chǎn)生大量的氣體排放，從而影響氣候。（據(jù)估計(jì)，白蟻產(chǎn)生的甲烷排放量約占全球的1.5%。相比之下，煤炭開(kāi)采的碳排放量為5%至6%。）

蠐螬通過(guò)摩擦自己的下顎發(fā)出“嘎吱嘎吱”的鳴聲，或許是在向附近的其他同類(lèi)發(fā)出信號(hào)。

研究開(kāi)始時(shí)，戈蕾斯感到困難重重。應(yīng)該如何得知一塊土壤里有多少這樣的甲蟲(chóng)幼蟲(chóng)？“傳統(tǒng)方法是把地面挖開(kāi)，看看里面有什么。”她說(shuō)，“但這么做的話，一切就都被打亂了。”于是，戈蕾斯騎上自行車(chē)，來(lái)到她所在城鎮(zhèn)周?chē)牟莸睾蜕掷铮瑢?4個(gè)聲波傳感器埋到土壤里，以記錄幼蟲(chóng)的活動(dòng)。當(dāng)她把錄音播放給其他人聽(tīng)時(shí)，“有人說(shuō)聽(tīng)起來(lái)就像樹(shù)木在嘎吱作響，其他人則聽(tīng)到了砂紙摩擦的聲音”。

戈蕾斯已經(jīng)了解到，她可以通過(guò)不同的聲音模式——類(lèi)似于地面上蟬和蚱蜢的鳴聲（stridulation）——來(lái)區(qū)分她所研究的兩種蠐螬，分別屬于五月鰓金龜（Melolontha Melolontha）和大栗鰓金龜（M。 hippocastani）。

蠐螬通過(guò)摩擦上顎來(lái)發(fā)出這些聲音，它們?cè)诘叵率悄ブ例X互相交談的，鳴聲的美妙之處在于，它們似乎是物種特有的，就像鳥(niǎo)的鳴叫一樣。

一旦幼蟲(chóng)化蛹，它們就會(huì)切換到另一種制造噪音的機(jī)制，通過(guò)在蛹內(nèi)旋轉(zhuǎn)腹部，并撞擊蛹壁發(fā)聲。它們這么做是為了什么呢？目前尚不清楚。地面上的昆蟲(chóng)通過(guò)鳴聲來(lái)吸引配偶，但對(duì)于幼蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，“繁殖并不重要”。為了獲得更多信息，戈蕾斯取來(lái)這些幼蟲(chóng)自然棲息地的沙土，裝進(jìn)容器，再放入胡蘿卜片，以確保幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)，然后將它們帶到實(shí)驗(yàn)室。

有證據(jù)表明，豌豆的根會(huì)向著流水聲的方向生長(zhǎng)。

戈蕾斯注意到，當(dāng)一只幼蟲(chóng)自己呆著時(shí)，它很少發(fā)出鳴聲；但如果不止一只幼蟲(chóng)共用一個(gè)容器，它們就會(huì)開(kāi)始“歌唱”，并且十分活躍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，3只金龜子幼蟲(chóng)在最初的兩個(gè)半小時(shí)里一共發(fā)出了682次鳴聲。

這些幼蟲(chóng)發(fā)出的鳴聲可能是作為警告，讓彼此遠(yuǎn)離。幼蟲(chóng)是完美的進(jìn)食機(jī)器，它們生活的唯一目的就是獲得生物量。因此，如果有過(guò)多幼蟲(chóng)共享同一塊土壤的話，它們就會(huì)開(kāi)始同類(lèi)相食。科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了支持這一觀點(diǎn)的證據(jù)：幼蟲(chóng)會(huì)改變路線，以避免發(fā)出腹部撞擊聲的蛹。

當(dāng)我們談?wù)撀曇魰r(shí)，主要指的是在空氣中傳播的壓力波。當(dāng)這些波撞擊我們的耳朵時(shí)，會(huì)振動(dòng)耳膜，并最終由我們的大腦將這些振動(dòng)轉(zhuǎn)化為聲音。但這些波也可以通過(guò)其他介質(zhì)傳播，比如水或土壤。大象就很擅長(zhǎng)利用這一點(diǎn)，它們會(huì)發(fā)出一種低頻的隆隆聲，通過(guò)地面?zhèn)鞑ィ瑥亩芘c遠(yuǎn)方的同伴保持聯(lián)系，后者會(huì)利用腳底接收這些信號(hào)。

聲發(fā)射也可以同時(shí)通過(guò)不同的介質(zhì)傳播。有一種學(xué)名為Gryllotalpa major的螻蛄，其雄性會(huì)在沙土中挖出角狀的洞穴，并在洞穴里摩擦翅膀，發(fā)出刺耳的聲音。這種鳴聲的目的是向在空中飛行的雌性求愛(ài)。但與此同時(shí)，它們也以振動(dòng)的方式通過(guò)土壤傳播鳴聲，以此警告其他在地下洞穴里的雄性同類(lèi)。

一些動(dòng)物的耳朵已經(jīng)發(fā)展出了適應(yīng)機(jī)制，以便更好地捕捉這種經(jīng)由土壤傳播的振動(dòng)。納米布沙漠生活著一種金毛鼴科（Chrysochloridae）物種，這是一種小型的、毛茸茸的哺乳動(dòng)物，晝伏夜行，基本沒(méi)有視覺(jué)能力。到了夜晚，這種金毛鼴會(huì)把頭和肩膀沒(méi)入沙子里，像游泳一樣，在沙丘中尋找白蟻。生物學(xué)家認(rèn)為，它這么做是為了傾聽(tīng)獵物的聲音。金毛鼴的中耳有一根聽(tīng)小骨明顯增大，可能有助于它們接收地面?zhèn)鞑サ恼駝?dòng)，這一過(guò)程類(lèi)似于人類(lèi)耳朵接收由空氣傳播的聲波。

相比之下，蛇類(lèi)主要通過(guò)下頜的傳感器來(lái)接收振動(dòng)信號(hào)。生活在北美的星鼻鼴長(zhǎng)著奇怪的鼻子，其鼻尖環(huán)繞著22只觸手，能夠感知振動(dòng)。許多昆蟲(chóng)的腿上都有機(jī)械力感受器，可以接收地面?zhèn)鱽?lái)的振動(dòng)信號(hào)。

地下動(dòng)物將聲音融入了它們的生活，這是完全說(shuō)得通的。聲音是一種高速信號(hào)，幾乎不需要額外的成本。很顯然，利用聲音進(jìn)行通信的成本要比產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)（如信息素）少得多。聲音也往往比化學(xué)信號(hào)傳播得更快、更遠(yuǎn)。大象的隆隆聲可以傳播數(shù)公里。由地下小昆蟲(chóng)引起的振動(dòng)可能只能傳播幾十厘米，但在一個(gè)微米尺度的世界里，這已經(jīng)是一段相當(dāng)長(zhǎng)的距離。

除了動(dòng)物以外，其他生命形式是否也能感知并利用這些地下的振動(dòng)？研究人員將一些微小的土壤生物，如跳蟲(chóng)和土壤螨類(lèi)帶入實(shí)驗(yàn)室，對(duì)它們進(jìn)行數(shù)小時(shí)的記錄，以測(cè)試它們單獨(dú)或與其他物種組合時(shí)會(huì)發(fā)出多少噪音。他們想知道，真菌能否記錄來(lái)自這些微小捕食者的聲音，并遠(yuǎn)離它們聚集的場(chǎng)所，因?yàn)樗鼈冎杏幸恍┫矚g以真菌絲為食。

還有一種可能是，真菌可以通過(guò)增加孢子來(lái)對(duì)危險(xiǎn)的聲音信號(hào)做出反應(yīng)，這將有助于確保真菌在被吃掉之前盡可能地傳播基因。

目前已經(jīng)有證據(jù)表明，至少有一些植物能夠利用聲音來(lái)幫助自己生存。

進(jìn)化生態(tài)學(xué)家利用豌豆（Pisum sativum）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，讓豌豆的根系在不同的塑料管中生長(zhǎng)，所有塑料管都填滿土壤，但有些塑料管的外側(cè)又加了一根管子，里面有水流過(guò)；也就是說(shuō)，這些塑料管里的根系暴露在水流的振動(dòng)之下。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，豌豆的根系會(huì)朝著水流聲音的方向生長(zhǎng)，即使水本身并沒(méi)有接觸到根系，水分也無(wú)法滲入塑料管。

除了為生態(tài)學(xué)家提供信息，地下聲學(xué)還可以幫助我們更好地保護(hù)環(huán)境，監(jiān)控每年造成數(shù)十億美元損失的害蟲(chóng)。研究人員在2015年一篇關(guān)于食根昆蟲(chóng)的綜述文章中寫(xiě)道，早在1478年，“金龜子就對(duì)瑞士阿爾卑斯山的高山草甸造成了嚴(yán)重破壞，以至于洛桑主教把這些罪行深重的食草動(dòng)物革除教籍”。近期的一個(gè)例子是，葡萄根透翅蛾（Vitacea polistiformis）的侵襲會(huì)導(dǎo)致葡萄減產(chǎn)47%。

由于無(wú)法準(zhǔn)確地查明害蟲(chóng)的危害情況，土地管理者往往不得不訴諸于地毯式的除蟲(chóng)方法，用殺蟲(chóng)劑來(lái)對(duì)付這些害蟲(chóng)，但這會(huì)殺死地下的所有活物。通常情況下，只處理田地或高爾夫球場(chǎng)的一小部分就足夠了，因?yàn)橥寥览ハx(chóng)往往會(huì)聚集在一處。但是，如果想要成功，你就需要知道害蟲(chóng)在哪里。

因此，研究人員一直在進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，試圖了解土地管理者是否可以將傳感器插入草坪，利用收集到的聲音頻率來(lái)確定地下害蟲(chóng)的危害和種類(lèi)。盡管這項(xiàng)工作尚未完成，但初步結(jié)果表明這是可能的。

然而，令研究人員沮喪的是，他們發(fā)現(xiàn)在地下探測(cè)到的一切并非都是新奇的，有些聲音熟悉得令人不安。當(dāng)探測(cè)地下的聲音時(shí)，能聽(tīng)到很遠(yuǎn)的建筑工地和高速公路的聲音。甚至飛機(jī)的聲音。

目前科學(xué)家還不清楚人類(lèi)的聲音污染對(duì)地下生命有什么影響，很難相信這會(huì)沒(méi)有任何影響。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大片的開(kāi)發(fā)土地，地下動(dòng)物的活動(dòng)似乎已經(jīng)開(kāi)始沉寂下來(lái)，特別是在密集耕種的田地里，“一切都變得很安靜”。

地下噪音的減少意味著生物多樣性的減少，進(jìn)而意味著土壤健康狀況的下降。這與聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織最近的一份報(bào)告相吻合。該報(bào)告發(fā)現(xiàn)，世界上至少有三分之一的土地已經(jīng)因農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)而出現(xiàn)了中度退化。

土壤聲學(xué)或許能幫助更多的人意識(shí)到我們所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，地下世界正在失去生機(jī)。瑞士啟動(dòng)了一個(gè)公民科學(xué)項(xiàng)目，向人們提供聲學(xué)傳感器，讓他們親身聆聽(tīng)地下的生命活動(dòng)。這些錄音將被匯總，形成一個(gè)關(guān)于土壤聲音的國(guó)家圖書(shū)館，以此提高人們保護(hù)土壤生物多樣性的意識(shí)。