齿鲸(Odontoceti)的发声机制及其栖息地的水声环境特性是海洋生物声学(marine bioacoustics)研究中的两个重要内容。对于理解齿鲸的发声机制而言，齿鲸头部组织的声学参数，包括声速、密度和声阻抗，是非常重要的数据，本研究结合高分辨率CT扫描与超声测速方法重建了一头短肢领航鲸（Globicephala macrorhynchus）头部的声学参数;同时，齿鲸利用声音实现捕食、探测、导航、交流等行为，水环境中的各种各样的声音必然会对其产生积极或消极的影响，本研究采用被动声学监测(passive acoustic monitoring，PAM)方法收集了一个中华白海豚（Sousa chinensis）栖息地的声学数据，进而研究了其水声环境的特性。本论文的主要章节内容如下:　　本文第二章通过结合高分辨率CT扫描和超声测速的方法重建了一头短肢领航鲸头部的声学参数，并研究了温度对其头部组织声速的影响。实验中共获得了1081张短肢领航鲸头部CT图像，测量或计算了188个短肢领航鲸头部组织样本块的声速、密度和声阻抗，根据声速与Hu(Hounsfield unit，用于表示CT数值)、密度与Hu、声阻抗与Hu两两之间的线性关系，重建了整个头部的声学参数。从结果来看，相比于肌肉和结缔组织，处于短肢领航鲸头部内部的额隆(melon)组织有着最低的声速和密度，表明短肢领航鲸头部的额隆组织很可能同其它齿鲸的额隆组织一样，在声信号于头部的传播过程中担任着聚焦声信号的角色;短肢领航鲸头部的声阻抗从内向外逐渐变大，这种变化趋势很可能与在外部组织与水环境的接触面达成阻抗匹配(impedance matching)密切相关。声速与温度关系的实验结果表明随着温度的升高，短肢领航鲸头部组织的声速均呈下降的趋势，且结缔组织的声速与温度均呈线性关系，而肌肉和额隆组织的声速与温度之间既有线性关系，又有非线性关系。本研究的众多结果为采用数值模拟(numerical simulation)方法探究短肢领航鲸的发声机制提供了重要的数据。　　本文第三章以一个最新发现的中华白海豚的分布区域，即海南西南部的三亚与乐东交界海域作为研究区域，采用被动声学监测的方法收集了该海域自2016年2月1日至2017年1月25日期间，共244天，约4.31TB的声学数据。数据分析结果表明，低、中、高三个频带的声压级(Sound Pressure Level，SPL)在月份、捕鱼期与禁渔期、昼夜之间均存在显著性差异(p＜0.001)。在月份方面，2016年8月和9月的低频带(22.1～56.1Hz)和中频带(56.1～2806.2Hz)的声压级平均值显著高于其它月份，而2016年2月的高频带(2806.2～44898.5Hz)的声压级平均值显著低于其它月份约10dB。捕鱼期的中低两个频带的声压级平均值要分别高于禁渔期(2016年5月28日至2016年8月1日)4.4dB和6.2dB，而捕鱼期的高频带的声压级平均值却要低于禁渔期2dB。下午时段的低频带声压级平均值要低于其它时段1.8或1.9dB，中频段的声压级平均值在前夜时段要显著高于其它时段4.7～5.4dB，高频段的声压级平均值在下午和前夜、上午和后夜之间差别不大，前二者要略高于后二者。除了上述的结果外，在数据分析过程中，发现了两种由于人类活动产生的声信号，即船舶噪声和非法炸鱼产生的爆破声，数量分别为140次和323次，两种信号的三分之一倍频程声压级(1/3-Octave Band SPL)计算结果表明，船舶噪声对10kHz以下频带的背景噪声均有贡献，而中华白海豚的“哨叫声(whistle)”基频范围为0.52～33kHz，“滴答声(click)”的峰值频率范围为44.5～142.1kHz，因此在一定距离内，船舶噪声可能会对中华白海豚的“哨叫声(whistle)”造成听觉遮蔽(auditory masking)，但可能不会对其“滴答声(click)”造成显著影响;爆破声信号对5kHz以下频带的背景噪声有所贡献，因此其可能不会对中华白海豚的“滴答声”产生影响，目前无法判断爆破声信号是否会对中华白海豚的“哨叫声”产生影响，这是因为缺少更宽频带的该物种听力阈值数据。　　本文第四章总结了上述研究的主要结果和结论，根据研究过程中的思考和研究结果，展望了下一步的研究内容:(1)应用高分辨率CT扫描与超声测速方法研究更多齿鲸物种的头部声学特性;(2)在本研究的基础上，应用数值模拟方法探究短肢领航鲸的声信号在其头部是如何传播的;(3)单一位点使用水听器阵列进行长期被动声学监测;(4)在多个不同位点放置被动声学监测平台。