環(huán)球播報:探訪黃河三角洲東方白鸛之鄉(xiāng),AI如何助力候鳥保護(hù)?
2023-06-05 18:38:17    第一財經(jīng)

5月下旬,黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)內(nèi)水草豐茂,聚集于此的鳥兒忙著育兒、覓食、休憩,一望無際的濕地景觀令來自都市的人們暫時忘記了日常喧囂,沉浸到獨(dú)特的濕地生態(tài)群落氛圍之中。

小心翼翼地走到路邊一處東方白鸛觀測點(diǎn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)地觀察一根根高壓電線桿上東方白鸛用樹枝搭建的巢。平緩濕地上矗立的高桿,被這種氣質(zhì)不凡的珍稀鳥類用來替代高大喬木,作為繁衍后代的家的牢固基座。東方白鸛鳥巢寬度最大可達(dá)2米,成鳥站在巢旁眺望,從容不凡,有些巢內(nèi)的幼鳥也會站起來張望,離巢翱翔的日子不遠(yuǎn)了。攝影師在草叢中架好機(jī)器,專注拍攝珍貴的影像,突然,一只東方白鸛展翅起飛,時而加速高飛,時而向低處滑翔,攝影師一陣陣克制的驚嘆。

東方白鸛是國家一級保護(hù)動物,習(xí)慣涉水覓食,捕食小魚、蛙類和昆蟲。2月到7月,它們集群到黃河三角洲繁育后代。在這片遼闊的鳥類家園,數(shù)百萬只鳥的棲息地,候鳥在大洲大洋間不斷遷徙的澎湃生命故事,在那一瞬間呈現(xiàn)在東方白鸛的飛羽間,引人思考如何與鳥類、與自然和諧相處。六五環(huán)境日到來之際,這份思考對于普通市民和游客而言彌足珍貴,對單凱和他的同事們而言,則意味著堅守和創(chuàng)新的責(zé)任。


(資料圖片)

“2003年,第一次記錄到一對東方白鸛在我們這里繁殖,當(dāng)時沒有經(jīng)驗,近距離觀察把它們給干擾了。”山東黃河三角洲國家級自然保護(hù)區(qū)管理委員會正高級工程師單凱1997年到保護(hù)區(qū)工作,他向第一財經(jīng)回憶起東方白鸛初到保護(hù)區(qū)的情形,以及當(dāng)年的教訓(xùn)。2005年,終于又有兩對東方白鸛到來,單凱和同事采取了規(guī)范而嚴(yán)格的保護(hù)措施,“那兩對繁殖了7只雛鳥。僅2022年,黃河三角洲國家級自然保護(hù)區(qū)就記錄到152對東方白鸛繁殖成功,是東方白鸛在中國最大的自然繁殖地,保護(hù)區(qū)共記錄東方白鸛累計繁殖超過2000多只,所以我們也被稱為中國東方白鸛之鄉(xiāng)?!弊鳛辄S河三角洲自然保護(hù)區(qū)成為東方白鸛之鄉(xiāng)的全程親歷者,單凱言語間滿是自豪。

2018年,東營市觀鳥協(xié)會提出將東方白鸛作為東營市市鳥的倡議,這一倡議最終被采納。在東營市墾利區(qū)溢洪河生態(tài)濕地此起彼伏的鳥鳴聲中,協(xié)會會長郭建三微笑著回憶起往事,他告訴第一財經(jīng),“據(jù)觀測,今年東方白鸛在保護(hù)區(qū)以外的繁殖數(shù)量有望達(dá)到100巢。觀鳥協(xié)會要發(fā)揮民間組織的獨(dú)特作用,聯(lián)合電力等部門,更好地保護(hù)東方白鸛?!?/p>

1997年到保護(hù)區(qū)工作后,單凱一直從事鳥類的保護(hù)和科研工作,東方白鸛種群不斷增大,他總結(jié)了兩個原因。“第一是濕地保護(hù)成效體現(xiàn),特別是2003年以后,保護(hù)區(qū)陸續(xù)開展了多項濕地修復(fù)工程,濕地面積和質(zhì)量明顯提升,這是最基本的原因。第二,我們采取了嚴(yán)格的保護(hù)措施,特別是在東方白鸛的繁殖季節(jié),嚴(yán)禁人為干擾,給了東方白鸛安全的環(huán)境?!?/p>

保護(hù)區(qū)內(nèi)東方白鸛的密度很高,第一財經(jīng)記者在現(xiàn)場看到,電線桿上幾乎都有“房客”。電線桿不夠用,保護(hù)區(qū)就建起人工巢架,“立一根水泥桿,在上面搭建人工巢基座,吸引東方白鸛筑巢繁殖?!睋?jù)單凱介紹,現(xiàn)在保護(hù)區(qū)內(nèi)監(jiān)測到的利用人工巢架繁殖的東方白鸛有42對,說明這一措施取得了較為顯著的效果。

候鳥保護(hù)是一項系統(tǒng)工程,高新科技如何助力保護(hù)與科研?作為黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)的“明星”鳥類、東營市的市鳥,東方白鸛活動范圍大,白天和晚上活動習(xí)慣也不同,僅靠人工監(jiān)測記錄,難度非常大。如果利用高科技的力量,實(shí)施24小時不間斷監(jiān)控,把東方白鸛的繁殖全過程記錄下來,對我們采取相應(yīng)的措施還是非常有幫助的。單凱說。

2022年,華為TECH4ALL數(shù)字包容項目團(tuán)隊來到黃河三角洲自然保護(hù)區(qū),通過“感知+5G+邊緣AI+華為云”的技術(shù)解決方案,助力保護(hù)區(qū)進(jìn)行物種智能識別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、智慧分析、實(shí)時監(jiān)控,為科研、監(jiān)測、保護(hù)等提供了創(chuàng)新方法。高科技的參與,讓東方白鸛、黑嘴鷗等珍稀鳥類的保護(hù)工作有了更樂觀的前景。

六五環(huán)境日到來前,第一財經(jīng)采訪拍攝團(tuán)隊探訪黃河三角洲自然保護(hù)區(qū),現(xiàn)場了解保護(hù)區(qū)的鳥類生存狀態(tài)、互花米草治理、科普教育以及運(yùn)用科技手段開展保護(hù)與科研等情況。

高科技助力候鳥保護(hù)

黃河三角洲國家級自然保護(hù)區(qū)位于山東省東營市黃河入??冢娣e達(dá)15.3萬公頃。黃河攜帶的大量泥沙沉積,世界上最年輕的濕地由此誕生并不斷拓展。自然保護(hù)區(qū)以保護(hù)河口濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀瀕危鳥類為主要目標(biāo),每年遷徙、棲息的數(shù)百余萬只鳥,是這片濕地的過客,卻也是主人。正在申報世界自然遺產(chǎn)的中國黃(渤)海候鳥棲息地項目,黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)即為提名地之一。

全球9條鳥類遷徙路線中,黃河口跨越東亞-澳大利西亞和環(huán)西太平洋兩條線路,是候鳥重要的遷徙中轉(zhuǎn)站、越冬地和繁殖地。據(jù)統(tǒng)計,黃河口自然保護(hù)區(qū)有鳥類373種,其中國家一級保護(hù)鳥類26種,國家二級保護(hù)鳥類65種,占中國重點(diǎn)保護(hù)鳥類的24%,有38種超過全球或鳥類遷徙路線上的1%數(shù)量,列入國際重要濕地名錄。

目前世界上有15種鶴,其中亞洲有9種,黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)內(nèi)就有丹頂鶴、白鶴等7種,是世界上鶴種類最為豐富的地區(qū)。這里的東方白鸛繁殖種群近200對,是中國最大的東方白鸛繁殖地,被中國野生動物保護(hù)協(xié)會授予“中國東方白鸛之鄉(xiāng)”稱號;黑嘴鷗繁殖種群超過1萬只,是世界三大黑嘴鷗繁殖地之一,也是“中國黑嘴鷗之鄉(xiāng)”。

保護(hù)區(qū)范圍之外,也有越來越多的鳥類家園。溢洪河生態(tài)濕地就是東營市觀鳥協(xié)會近兩年發(fā)現(xiàn)的位于城市生活污水處理廠區(qū)域的“生態(tài)寶地”,5月底,有40多種鳥類在這塊濕地棲息繁衍,水中小島裸露的泥灘上遍布鳥巢,能看到反嘴鷸、黑翅長腳鷸、普通燕鷗,以及斑嘴鴨、綠頭鴨、鳳頭、小等鳥類,鷺鳥種類也很多。生態(tài)環(huán)境越來越好,鳥類的生存空間也逐步拓展?!叭锁B共家園是一個很美好的境界。大家經(jīng)常說鳥語花香,鳥語靠的是大環(huán)境,只有大環(huán)境好了,鳥類才會到你身邊,與鳥相伴,生活的美好的境界,大家都可以理解。”郭建三說。

候鳥的種類和數(shù)量,以及覓食、繁殖等活動情況,都是鳥類監(jiān)測調(diào)查的內(nèi)容,也是濕地保護(hù)領(lǐng)域的重要數(shù)據(jù)信息。此前,保護(hù)區(qū)內(nèi)數(shù)量巨大的鳥類都是被專業(yè)人員一只只“數(shù)”出來的。想要數(shù)清楚,需要長期積累的專業(yè)能力、多種野外觀察方法與科學(xué)的計算。如果能將監(jiān)測識別鳥類的工作交給計算機(jī)來做,利用大數(shù)據(jù)和AI解放鳥類監(jiān)測工作,鳥類保護(hù)與科研將得到大幅推進(jìn)。第一財經(jīng)記者現(xiàn)場探訪發(fā)現(xiàn),在黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)的水鳥保護(hù)及棲息地調(diào)查工作中,人工智能等科技手段已經(jīng)成為不可或缺力量。

近幾年,保護(hù)區(qū)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、遙感、雷達(dá)、無人機(jī)等科技手段,建設(shè)起天空地一體化的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),打造全方位的保護(hù)區(qū)監(jiān)管體系。2022年,華為TECH4ALL數(shù)字包容團(tuán)隊與保護(hù)區(qū)的合作讓這一體系再進(jìn)一步。

在黃河三角洲生態(tài)監(jiān)測中心的大屏幕上,第一財經(jīng)記者看到實(shí)時監(jiān)控記錄的鳥類活動場景。在黑嘴鷗親鳥呵護(hù)下活動覓食的雛鳥,看起來還有些笨拙,尤其可愛。現(xiàn)場工作人員介紹說,以前靠傳統(tǒng)人工方法發(fā)現(xiàn)和記錄這些場景很難,有了TECH4ALL項目, 收集、處理這些信息非常方便。工作人員調(diào)出此前拍攝的東方白鸛孵化幼鳥和集群覓食的畫面,以及從2003年到去年在保護(hù)區(qū)繁殖的幼鳥數(shù)量圖標(biāo),可視化信息呈現(xiàn)迅速而精確。

AI如何識別鳥類?

“目前信息化技術(shù)已經(jīng)比較成熟,我們想這些技術(shù)是不是可以應(yīng)用在鳥類保護(hù)領(lǐng)域,這是我們的需求,去跟華為談,一拍即合?!眴蝿P表示,TECH4ALL生物多樣性監(jiān)測項目是華為無償提供給黃河三角洲保護(hù)區(qū)的公益項目,目前運(yùn)行穩(wěn)定。

TECH4ALL數(shù)字包容項目由多方合作共同推進(jìn)而來。作為項目合作方之一,創(chuàng)視智能科技(南京)有限公司執(zhí)行董事魏標(biāo)告訴第一財經(jīng),“我們公司從2017年開始做生物多樣性監(jiān)測,而華為有強(qiáng)大的數(shù)字賦能的能力,我們結(jié)合保護(hù)區(qū)的需求,提供基于生物的AI識別,于是啟動了這個項目?!?/p>

談及參與生物多樣性保護(hù)監(jiān)測項目的經(jīng)歷,魏標(biāo)感慨,以前“數(shù)鳥”是非常艱苦的工作,他特別欽佩單凱這樣長年堅守的科研工作者,“用AI技術(shù)加上動態(tài)分析,很好地減輕了科研人員的野外工作量,讓他們在辦公室就能完成原來必須在野外做的工作,對他們的幫助應(yīng)該是很大的?!?/p>

2022年上半年,項目組經(jīng)過多次溝通與考察確認(rèn)了保護(hù)區(qū)的需求?!叭ツ?月份立項,8月基本確認(rèn)了整套實(shí)施方案的細(xì)節(jié),采用了華為的攝像頭,高變倍低光照,能很好地可以捕捉到鳥類(影像數(shù)據(jù))。9月開始實(shí)施,10月平臺上線,效率還是很高的,是全國范圍內(nèi)第一個能在這么短時間內(nèi)立項并上線的平臺。”

魏標(biāo)告訴第一財經(jīng),TECH4ALL數(shù)字包容項目充分利用了5G傳輸技術(shù),結(jié)合回傳數(shù)據(jù)搭建起生物多樣性監(jiān)測平臺?!翱梢蕴崛∮行?shù)據(jù),轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的圖表,從而快速支撐保護(hù)區(qū)的工作?!蔽簶?biāo)說,通過TECH4ALL平臺,“可以看到鳥類數(shù)據(jù)已經(jīng)有了明顯遞增,現(xiàn)在我們識別到各種鳥類25000余次”。

從體長可達(dá)128厘米的東方白鸛,到30多厘米場的黑嘴鷗,鳥類形體差異極大。智能識別充分利用AI的多尺寸識別技術(shù),“既可以捕捉到非常小像素的畫面內(nèi)容,也可以捕捉1080P及以上像素的鳥類成像,進(jìn)而加以AI分析。多尺寸識別是我們公司的核心技術(shù)”。魏標(biāo)解讀智能識別與數(shù)據(jù)統(tǒng)計的難題與解決方案。

“我們依靠AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的融合,在保護(hù)區(qū)各位專家對鳥類識別技術(shù)的指導(dǎo)下,通過不斷迭代優(yōu)化,大概用半年的時間把鳥類識別的精準(zhǔn)度從原來的60%多提升到90%多,得到保護(hù)區(qū)認(rèn)可,他們把項目成果也用在一些科研工作的數(shù)據(jù)支撐上?!蔽簶?biāo)表示,通過AI監(jiān)測,能識別到保護(hù)區(qū)東方白鸛“什么時候開始有數(shù)據(jù),什么時候又沒有數(shù)據(jù),實(shí)際上能反映出東方白鸛在整個遷徙過程中的種群狀態(tài),這是在東方白鸛保護(hù)上的一個應(yīng)用?!?/p>

展望技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,魏標(biāo)說,AI的發(fā)展需要大量數(shù)據(jù)沉淀、數(shù)據(jù)應(yīng)用,它在鳥類監(jiān)測中的應(yīng)用發(fā)展也是如此?!拔覀儸F(xiàn)在也在做大的模型,它可以分辨現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫里的鳥類,也可以像人的大腦一樣去思考,就是知道這是鳥,但是不一定能叫上名字,AI的發(fā)展也會是這樣的過程?!?/p>

與人的認(rèn)知過程類似,AI也將在鳥類識別領(lǐng)域經(jīng)歷由點(diǎn)到線再到面的認(rèn)知過程。“AI需要感知更大的區(qū)域,才能得到更全面的結(jié)論。比方說在我們現(xiàn)有的點(diǎn)位,大概能知道這個點(diǎn)位鳥類的習(xí)性,假如各個點(diǎn)位能穿成一條線,就能知道整個保護(hù)區(qū)鳥類種群的變化,假如能覆蓋全國,就能知道全國種群的變化。鳥類種群的變化,是反映生態(tài)環(huán)境變化的最直觀的指標(biāo)之一?!蔽簶?biāo)的解讀圍繞專業(yè)展開,道出科技助力生物多樣性保護(hù)的路徑和目標(biāo)。

生物多樣性識別技術(shù)的成熟,也蘊(yùn)藏著商業(yè)潛力,“當(dāng)AI感知能力能滿足科研、機(jī)場、養(yǎng)殖等領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)要求的時候,商業(yè)價值是蠻大的,比方說機(jī)場,可以從原來的驅(qū)趕鳥轉(zhuǎn)變到保護(hù)鳥?!蔽簶?biāo)表示,創(chuàng)視智能已經(jīng)聯(lián)合華為推出了端云識別方案,可以應(yīng)用在相機(jī)里,快速感知機(jī)場等處的鳥群情況?!拔覀児镜膶iL是AI分析,華為的基礎(chǔ)能力加上我們的AI能力,這個產(chǎn)品是非常完整、前沿,又是全部國產(chǎn)化的,所以能迅速落地應(yīng)用?!?/p>

數(shù)字包容助力可持續(xù)發(fā)展

單凱告訴第一財經(jīng),在保護(hù)區(qū)試點(diǎn)取得初步經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,希望鳥類識別、智慧監(jiān)測的技術(shù)應(yīng)用能向更大范圍推廣?!斑@個項目是用科技的力量來保護(hù)自然,也可以面向公眾進(jìn)行社會教育,在很多領(lǐng)域都能發(fā)揮作用”。

除了黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)以鳥類為主的生物多樣性監(jiān)測項目,創(chuàng)視智能與華為還合作完成了2021年北京市生物多樣性監(jiān)測項目,“使用華為的ModelArs架構(gòu),為北京市的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供了最底層的數(shù)據(jù)支撐”。此外,在海南的一座海島,雙方還合作完成了綠海龜監(jiān)測保護(hù)項目,“利用綠海龜夜間上岸、趨光的習(xí)性,使用華為夜間全彩相機(jī)和我們的AI技術(shù),只要海龜夜間上岸,我們都能監(jiān)測保護(hù),使海龜?shù)漠a(chǎn)卵數(shù)量提高,項目已經(jīng)得到了保護(hù)區(qū)的認(rèn)可”。

生物多樣性保護(hù)是華為數(shù)字包容戰(zhàn)略的重點(diǎn)方向之一。4年前,華為提出數(shù)字包容戰(zhàn)略和倡議,“希望用數(shù)字技術(shù)助力聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)”。華為中國戰(zhàn)略市場部品牌部部長周建國告訴第一財經(jīng),“我們重點(diǎn)關(guān)注森林、海洋、濕地這幾個重要的場景,一方面它們的生物多樣性非常豐富,同時也是降碳固碳的重要的陣地。”

他表示,在東營黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)支持TECH4ALL生物多樣性監(jiān)測項目,初心是希望用華為相對比較擅長的數(shù)字技術(shù),解決生物多樣性保護(hù)的痛點(diǎn),“比如數(shù)據(jù)采集,就可以通過攝像頭取代傳統(tǒng)的人力。我們在保護(hù)區(qū)現(xiàn)場看到的一些場景和展示,表明保護(hù)模式正在向數(shù)字化、智能化的方向演進(jìn)?!?/p>

周建國希望以黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)項目為示范,讓更多自然保護(hù)區(qū)和國家公園的保護(hù)工作走向數(shù)字化、智能化。他認(rèn)為,生物多樣性監(jiān)測還處于起步階段,目前數(shù)據(jù)量偏小,缺乏標(biāo)準(zhǔn)和頂層設(shè)計?!拔覀兿M鞣桨ㄕ?、行業(yè)、企業(yè)能夠共同推動標(biāo)準(zhǔn)化,建立起統(tǒng)一的規(guī)范?!?/p>

近年來,華為也參與了歐洲、南美洲和東南亞地區(qū)的多個生物多樣性保護(hù)項目,“比如說熱帶雨林的保護(hù)、北歐稀有物種的保護(hù)等,在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域,全球都在共同發(fā)力。對我們來說,對生態(tài)文明建設(shè)的認(rèn)知會越來越深,會把它提到一個非常重要的位置。”周建國認(rèn)為,在這一領(lǐng)域,中國有自己的獨(dú)特優(yōu)勢,就是在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域包括數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和創(chuàng)新上面,目前走在全球前列。隨著我們在數(shù)字技術(shù)、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施上持續(xù)引領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有希望把它們和生態(tài)文明建設(shè)、生態(tài)保護(hù)、生物多樣性保護(hù)高度結(jié)合起來,這將進(jìn)一步推動我們走在更前面,能夠引領(lǐng)全球這一領(lǐng)域的發(fā)展。

(文章來源:第一財經(jīng))

關(guān)鍵詞: