鳥(niǎo)類(lèi)怎樣評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?看常州用“慧眼+人眼”探明真相
為推進(jìn)鳥(niǎo)類(lèi)多樣性觀測(cè)工作,江蘇省常州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心于2023—2024年秋冬季選取長(zhǎng)蕩湖和滆湖作為典型濕地,開(kāi)展了鳥(niǎo)類(lèi)人工監(jiān)測(cè),同時(shí)依托已經(jīng)建成的洮滆濕地鳥(niǎo)類(lèi)AI智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),同期開(kāi)展了鳥(niǎo)類(lèi)智慧監(jiān)測(cè)。在做好鳥(niǎo)類(lèi)觀測(cè)的同時(shí),在全省環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)率先開(kāi)展了人工監(jiān)測(cè)和智慧監(jiān)測(cè)結(jié)果比較,重點(diǎn)就智能化手段與傳統(tǒng)方法差異、鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的作用等進(jìn)行研究,探索用鳥(niǎo)類(lèi)評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的技術(shù)路徑,努力擦亮反映美麗中國(guó)“顏值”的“鏡子”。
人工監(jiān)測(cè)是按照《生物多樣性觀測(cè)技術(shù)導(dǎo)則 鳥(niǎo)類(lèi)》(HJ 710.4-2014)要求,采用樣線法和樣點(diǎn)法結(jié)合的方式,利用雙筒和單筒望遠(yuǎn)鏡觀察,統(tǒng)計(jì)鳥(niǎo)類(lèi)種類(lèi)和數(shù)量。智慧監(jiān)測(cè)依托于鳥(niǎo)類(lèi)AI智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)融合了通信傳輸技術(shù)、視頻AI分析、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)于一體,平穩(wěn)運(yùn)行以來(lái),共積累鳥(niǎo)類(lèi)圖像15698張,完成鳥(niǎo)類(lèi)人工標(biāo)注8328張,涵蓋83種鳥(niǎo)類(lèi)。常見(jiàn)鳥(niǎo)種(喜鵲、麻雀等)和一些特征明顯的鳥(niǎo)種(小天鵝、戴勝等)識(shí)別正確率可達(dá)80%。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及工作開(kāi)展情況
記錄種群摸清狀況
通過(guò)“慧眼+人眼”,常州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心記錄了鳥(niǎo)類(lèi)群落結(jié)構(gòu),此次調(diào)查共記錄到鳥(niǎo)類(lèi)137種,隸屬于17目50科;以雁鴨類(lèi)、秧雞類(lèi)、鸕鶿類(lèi)居多,優(yōu)勢(shì)種依次為白骨頂、斑嘴鴨、綠頭鴨、紅頭潛鴨、黑水雞。同時(shí)也“摸清了”鳥(niǎo)類(lèi)分布狀況,在記錄的鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)和個(gè)體數(shù)上,長(zhǎng)蕩湖濕地均多于滆湖;在珍稀瀕危物種數(shù)量上,國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物青頭潛鴨、東方白鸛均在長(zhǎng)蕩湖濕地發(fā)現(xiàn),國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物長(zhǎng)蕩湖記錄15種,滆湖記錄2種。結(jié)果與長(zhǎng)蕩湖和滆湖的生態(tài)水平吻合。
部分人工監(jiān)測(cè)鳥(niǎo)類(lèi)物種
關(guān)聯(lián)分析做好評(píng)價(jià)
為探索鳥(niǎo)類(lèi)評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的技術(shù)路徑,常州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心也積極嘗試關(guān)聯(lián)分析“找主因”。利用生態(tài)遙感技術(shù),對(duì)智慧監(jiān)測(cè)點(diǎn)位有效拍攝范圍內(nèi)各生境因子進(jìn)行解譯,選取了“建設(shè)用地面積、林地面積、濕地面積、生態(tài)岸線占比、水生植被面積”5個(gè)生態(tài)指標(biāo)與鳥(niǎo)類(lèi)多樣性參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)生態(tài)岸線比例和水生植被面積對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)影響最大,兩者均與鳥(niǎo)類(lèi)密度顯著正相關(guān)。這一結(jié)果與鳥(niǎo)類(lèi)分布的特征也較為吻合。
優(yōu)劣對(duì)比綜合應(yīng)用
通過(guò)人工監(jiān)測(cè)和智慧監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),兩種監(jiān)測(cè)方式各有利弊,人工監(jiān)測(cè)在鳥(niǎo)類(lèi)多樣性和物種分布均勻度方面更優(yōu),智慧監(jiān)測(cè)則是在鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量、珍稀瀕危物種和關(guān)聯(lián)分析方面表現(xiàn)更好;但在常見(jiàn)鳥(niǎo)特別是大體型、特征鮮明鳥(niǎo)類(lèi)物種方面,人工監(jiān)測(cè)與智慧監(jiān)測(cè)的差別相對(duì)較小。現(xiàn)階段還需充分融合人工、智慧等技術(shù)手段,不同方法優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),做好大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘。
部分AI智能監(jiān)測(cè)鳥(niǎo)類(lèi)物種
下一步,常州中心將按照監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化建設(shè)要求,在加強(qiáng)新技術(shù)、新方法開(kāi)發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,充分做好“人工”與“智能”的對(duì)比評(píng)估,努力提升鳥(niǎo)類(lèi)多樣性監(jiān)測(cè)的高效感知能力和深度認(rèn)知水平,結(jié)合國(guó)家生態(tài)質(zhì)量綜合監(jiān)測(cè)站工作要求,持續(xù)積累鳥(niǎo)類(lèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)和智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),為支撐生物多樣性持續(xù)性觀測(cè)與示范應(yīng)用提供重要參考依據(jù)