3.3世界野生動植物日 | 創(chuàng)新無限:數(shù)字技術(shù)助力自然保護

WWD2024官方海報由來自馬來西亞檳城的年輕數(shù)字設(shè)計學(xué)生CHENG Hui Xin設(shè)計。
2024年3月3日,我們迎來第11個世界野生動植物日(World Wildlife Day),今年的主題為“連接人類與地球:探索野生動植物保護中的數(shù)字創(chuàng)新”(Connecting People and Planet: Exploring Digital Innovation in Wildlife Conservation),旨在強調(diào)在當(dāng)今這個日益互聯(lián)的世界中,數(shù)字技術(shù)和服務(wù)如何推動野生動物保護、可持續(xù)和合法的野生動物貿(mào)易以及人類與野生動物和諧相處。
大自然,是一個充滿奧秘的生態(tài)系統(tǒng),各種自然要素相互依存、有機循環(huán)、相互制約。對自然界的依賴和保護伴隨人類的發(fā)展持續(xù)到今天,然而越來越壯大的人類與自然的沖突也在快速升級。面對越來越嚴(yán)峻的自然保護挑戰(zhàn),我們需要保護方式的大規(guī)模創(chuàng)新,通過應(yīng)用具有顛覆性的、商業(yè)價值的科學(xué)技術(shù)來應(yīng)對糧食、水、氣候的挑戰(zhàn)。科學(xué)技術(shù)在金融、醫(yī)療健康和互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域所顯現(xiàn)的巨大力量更讓我們有理由相信,創(chuàng)新性的解決方案在應(yīng)對自然環(huán)境問題時也可以發(fā)揮重要而積極的作用。
利用創(chuàng)新的尖端技術(shù)是我們設(shè)想保護工作“更智慧”的一種方式,使我們的科學(xué)家和合作伙伴能夠“更快”地采取行動,以更大地“尺度”推進行動。來源:TNC

當(dāng)創(chuàng)新遇上大自然,會以一種更具創(chuàng)造性和啟發(fā)性的方式,將自然保護工作不斷推向深入。我們看到有越來越多的企業(yè)利用科技創(chuàng)新推進自然環(huán)境保護。科技創(chuàng)新如此重要,在1961-2005年間,我們通過改進植物遺傳、化肥、灌溉、殺蟲劑和其他管理措施,在全球耕地面積僅增加了27%的情況下,使農(nóng)作物產(chǎn)量增加了162%。這使得數(shù)百萬英畝的森林和草原免于毀壞,避免了以億噸計的溫室氣體排放??萍紕?chuàng)新讓保護工作更具智慧,更好地運用創(chuàng)新技術(shù),通過科技更多地了解自然,由此得以更好地保護自然。
科技讓保護工作更具智慧、更有效率。視頻來源:TNC
可以看到,在技術(shù)革新和技術(shù)進步的推動下,人們對于野生動植物保護的研究、溝通、追蹤、DNA分析變得更加容易、準(zhǔn)確且高效。同時,隨著物種和生態(tài)系統(tǒng)面臨的威脅日益加劇,監(jiān)測、保護和保存生物多樣性的技術(shù)進步變得越來越重要。當(dāng)我們回溯大自然保護協(xié)會(TNC)的歷史,從半個多世紀(jì)之前,在美國紐約市外的米亞努斯河峽谷開展首次保護行動,到現(xiàn)在我們在70多個國家和地區(qū)開展保護工作,不難發(fā)現(xiàn),我們在保護行動中取得的每一個重大突破都是科學(xué)的理性分析和對自然的熱愛相結(jié)合的結(jié)果。我們發(fā)現(xiàn)問題并試驗潛在的解決方案,然后努力擴大這些解決方案,在我們工作的地區(qū)找到最因地制宜的方案加以實施。我們認(rèn)為,如果要達成顯而易見的改變,必須利用以下四個主要領(lǐng)域的技術(shù)來改善自然保護工作。

技術(shù)對保護工作的影響。來源:TNC
01.高質(zhì)量保護需要高質(zhì)量的數(shù)據(jù)
在環(huán)境威脅日益嚴(yán)重的時代,數(shù)據(jù)科學(xué)已成為監(jiān)測、分析和緩解問題的有力工具。有科學(xué)依據(jù)的決策方法是確保生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理的關(guān)鍵,尤其是在人類對棲息地和物種的壓力不斷增加的情況下。然而,從政府到民間機構(gòu)、社會再到企業(yè),許多利益相關(guān)者都缺乏在規(guī)劃和管理方面做出明智決策所需的高質(zhì)量的數(shù)據(jù),從而影響保護措施的成功。
我們需要更多地運用科技手段了解我們的星球正在發(fā)生什么,以便制定更有效的解決方案。得益于數(shù)字技術(shù),我們對通勤路上的交通狀況已經(jīng)了如指掌,但對涌入水道的污染源卻知之甚少。我們需要利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備和地理信息系統(tǒng)(GIS)的技術(shù)進步,更好地了解應(yīng)該把精力和資源集中在何處。我們需要在更大范圍內(nèi)使用現(xiàn)代工具和技術(shù),包括遙感、生物聲學(xué)和環(huán)境 DNA,以填補分類和地理數(shù)據(jù)空白,特別是在熱帶、海洋和淡水生物群落以及植物、真菌和無脊椎動物方面。想象一下,當(dāng)衛(wèi)星監(jiān)測到非法盜獵等違法行為時,管理人員可以收到實時通知,我們在野生動物保護方面能變得多有成效?

漁業(yè)管理需要實時信息來了解魚類和野生動物的狀況。? David Hills
02.自動化數(shù)據(jù)聚合和分析,以獲得更快的結(jié)果
數(shù)據(jù)本身并不能解決問題——必須對其進行分析和應(yīng)用,使其變得具有可信性和實操性。如果我們利用技術(shù)自動化這些過程,就有機會更快地分析所有這些數(shù)據(jù),從而全面了解所面臨的問題以及保護進展,并做出更明智的決策。它可以改進決策――濃縮的數(shù)據(jù)可提供關(guān)鍵指標(biāo)的整體視圖,幫助保護管理者做出明智決策;也更容易在可視化中識別總體趨勢、異常值和模式,而種種這些在處理原始數(shù)據(jù)或孤立數(shù)據(jù)時可能并不明顯。經(jīng)過整合分析的數(shù)據(jù)可以保護隱私和安全――數(shù)據(jù)聚合有助于保護敏感信息,通過匯總數(shù)據(jù)而不泄露個人層面的詳細信息,從而降低隱私風(fēng)險。金融機構(gòu)利用人工智能(AI)和機器學(xué)習(xí)(ML)從實時數(shù)據(jù)流中監(jiān)測欺詐行為;同樣地,我們可以應(yīng)用類似的技術(shù)來監(jiān)測自然保護相關(guān)數(shù)據(jù)中的異常信號。例如,分析來自森林中生物傳感器網(wǎng)絡(luò)的音頻信號流,有可能監(jiān)測到人類入侵、偷獵以及動物行為的變化。

工作人員在巴布亞新幾內(nèi)亞部署聲學(xué)采樣記錄儀。? Justine E. Hausheer / TNC
03.利用技術(shù)改善決策過程
如今,科技在企業(yè)運營和活動中的應(yīng)用不可或缺,實際上在自然保護領(lǐng)域的應(yīng)用也不可或缺。技術(shù)為所有決策者提供信息,包括那些所做決策影響地球健康的首席執(zhí)行官和政府官員、公共部門事業(yè)經(jīng)理等,也包括農(nóng)民、漁民等那些生計高度依賴自然資源的人們,幫助加快流程,提高效率。在實地工作中,技術(shù)能讓保護一線工作者更好地與原住民合作,以有效執(zhí)行保護計劃,同時也為保護區(qū)域內(nèi)的原住民提供機會,讓他們了解如何進行有利于保護效果的行動。利用技術(shù)可以幫助做出對自然保護有積極影響的明智決策。它可以與現(xiàn)有的保護工作流程相結(jié)合,從而簡化工作流程,改善決策過程,提高保護工作效率和保護成效。無論哪個國家都需要以科學(xué)為依據(jù)的決策。有了技術(shù),我們可以更好地將我們的科學(xué)見解打包并轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵決策者能夠理解的“產(chǎn)品”,這些決策者管理著我們的自然資源,并推動著影響糧食、水和氣候的政策。

運用技術(shù)可以為決策者提供有效信息。? David Hills Photography
04.衡量保護決策的影響
我們要充分加強成果管理制,為了保護我們賴以生存的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),現(xiàn)在就需要采取大規(guī)模行動。
一旦決策者采取行動,我們就需要運用更好的工具來衡量這些決策對地球健康的影響(大尺度)。我們還需要使用工具來更好地衡量自然保護工作的實際影響(小尺度)。例如,當(dāng)我們與不同的農(nóng)民合作時,他們都在利用不同的農(nóng)業(yè)實踐來減少營養(yǎng)徑流,我們需要解決方案來確定哪些實踐有效地減少了徑流,并且可以擴大規(guī)模。在回答這些問題和我們面臨的許多其他保護影響問題時,我們可以專注于推進有效的做法,停止投資于無效的解決方案。

緬因灣一艘商業(yè)漁船上的視頻電子監(jiān)控設(shè)備。? David Hills
案例 1
利用AI“拯救”澳大利亞海底瀕危巨型海藻森林

來源:www.cryptopolitan.com
日前,谷歌、澳大利亞研究人員、TNC和其他自然保護組織聯(lián)合推出一項突破性舉措,旨在減輕氣候變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。該項目旨在利用人工智能(AI)恢復(fù)塔斯馬尼亞海岸日益減少的巨型海帶森林,這對海洋健康和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟都至關(guān)重要。
塔斯馬尼亞海岸線上的巨型海帶森林曾一度豐富,由于海洋溫度上升和食海帶海膽等入侵物種,95% 的水下棲息地被消滅。此次合作旨在雙管齊下地利用人工智能來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。首先,谷歌云的 Vertex AI 平臺將用于分析大片海洋上的衛(wèi)星圖像,以定位剩余的巨型海帶森林。這些努力不僅集中在塔斯馬尼亞,還將擴展到澳大利亞大陸。其次,該計劃將鑒定耐高溫的巨藻品種,考慮到海洋熱浪的溫度和頻率不斷升高,這是至關(guān)重要的一步。Google Cloud 的 Leah Kaplan 強調(diào)該項目的目標(biāo)是為這些森林建立國家基線圖,這將指導(dǎo)重新引入更具彈性的海帶品種。
案例 2
TNC在美國加州的數(shù)字創(chuàng)新實踐
美國加州是世界創(chuàng)新中心之一,硅谷聚集著全世界最著名的科技公司,是發(fā)明家、企業(yè)家和規(guī)則改變者大顯身手的舞臺。在這里,TNC美國加州項目也不斷嘗試使用新的科技手段,將自然保護工作與人工智能、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)驅(qū)動的敘事和設(shè)計思維等相結(jié)合時,找到一條更高效、更有效的保護之路。
#1.圖像自動識別:從幾個月到幾分鐘

TNC使用紅外觸發(fā)相機技術(shù)和人工智能來監(jiān)測和防止有害入侵物種在島嶼上繁殖。? TNC
島嶼只占地球陸地面積的5%,卻是地球上生物多樣性最強的地區(qū)之一。島嶼將海洋連接在一起,支持世界各地社區(qū)人們的健康和生計。但不幸的是,島嶼也是物種滅絕的熱點區(qū)域。入侵物種和棲息地極大地改變了數(shù)量驚人的島嶼景觀,最終導(dǎo)致物種損失和生態(tài)系統(tǒng)崩潰。
TNC使用紅外觸發(fā)相機(camera trap)技術(shù)和人工智能來監(jiān)測和防止有害入侵物種在島嶼上“定居”。我們的工作開始于圣克魯斯島保護區(qū)(Santa Cruz Island Preserve),在那里我們監(jiān)測不請自來的特殊“客人”:老鼠。
長時間以來,從圣克魯斯島各地的紅外觸發(fā)相機中獲取圖像需要花費幾個月的時間:現(xiàn)場工作人員不得不開車或徒步崎嶇不平的地形來取回數(shù)據(jù)卡,然后上傳并篩選數(shù)千張尋找老鼠的圖像?,F(xiàn)在,圣克魯斯島上的一個紅外觸發(fā)相機網(wǎng)絡(luò)連接到了云端,我們開發(fā)了一個名為Animl的新軟件程序,它可以集中并組織數(shù)千個圖像;應(yīng)用機器學(xué)習(xí)自動識別每張圖像中的動物類型;此外,如果看到特定類型的動物,該程序可以通過電子郵件或短信通知工作人員(此通知對于應(yīng)對老鼠等入侵物種至關(guān)重要)。

來源:https://animl.camera/
過去需要幾個月的時間只需幾分鐘?,F(xiàn)在,我們的目標(biāo)是在我們需要保護的其他島嶼上實施類似的技術(shù)。
#2.利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)“解救”被纏住的鯨魚

鯨魚可能被漁具和海洋碎片包裹,這可能會造成傷害,有時甚至導(dǎo)致死亡。? Mark Girardeau
人類導(dǎo)致鯨魚死亡的主要原因之一是使其意外卷入漁具。當(dāng)收到鯨魚被纏住的報告時,訓(xùn)練有素的救援人員試圖找到鯨魚,并將其從漁具中解救出來。但他們不可能總是一次完成。通常,救援人員會在設(shè)備上安裝一個衛(wèi)星跟蹤浮標(biāo),以便再次找到鯨魚并將其“解救”。但目前的設(shè)備需要更新,這就是我們的用武之地。
在某些年份,成千上萬的螃蟹罐及其連接線可能因為暴風(fēng)雨等原因被留在海洋中,使鯨魚面臨被纏住的風(fēng)險。TNC與加州大學(xué)舊金山分校麥克林托克實驗室和漁業(yè)界的合作伙伴合作,開發(fā)了一種工具和創(chuàng)新的商業(yè)模式,幫助漁民取回丟失的螃蟹漁具并獲得報酬,所有這些都是在未被看管的繩索鉤住鯨魚之前完成的。我們從2015年的一個端口開始,并在2016年的Fishackathon(一個聚集數(shù)據(jù)技術(shù)人才應(yīng)對大規(guī)模漁業(yè)問題的競賽活動)上開發(fā)了第一代漁具定位工具。如今,漁民們配備了下一代網(wǎng)絡(luò)和電話應(yīng)用程序CrabGear,該應(yīng)用程序可以無縫跟蹤丟失的漁具。2015年以來,漁民們已經(jīng)從海洋中找到了2000多個丟失的跟蹤設(shè)備,相當(dāng)于大約20萬磅(約91噸)漁具,否則這些漁具會作為致命的海洋碎片留在海洋中。
此外,為了更好地追蹤被纏住的鯨魚,TNC與NOAA和兩家創(chuàng)新設(shè)計公司Level 2 Industries和IDEO合作,重新設(shè)計當(dāng)救援人員無法在第一次嘗試時連接在被纏住的鯨魚身上的跟蹤設(shè)備。這些設(shè)備使救援人員能夠在稍后找到并解開鯨魚,屆時他們可以召集人員和物資。常用的設(shè)備很重,會加劇鯨魚的傷害,因此該組織正在合作開發(fā)和測試一種重新設(shè)計的設(shè)備,該設(shè)備將改善流體動力學(xué),降低成本,并實施領(lǐng)先的邊緣跟蹤技術(shù)。
對于這個綺麗的星球和它孕育的所有生命來講,警鐘已經(jīng)敲響。大自然需要我們以更大的規(guī)模、更快的速度、更智慧地創(chuàng)新和應(yīng)用科學(xué)技術(shù),保護這個星球上所有生命賴以生存的陸地和水域。我們正處于生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)鍵十年,時不我待,我們需要即刻行動,引導(dǎo)、激勵創(chuàng)新的力量注入自然保護事業(yè),更好地服務(wù)于我們賴以生存的獨一無二的星球。
如需了解TNC科技創(chuàng)新助力自然保護的更多實踐做法,請看看我們之前發(fā)表的:自然與科技 | 改變自然保護工作的7種創(chuàng)新科技
關(guān)于世界野生動植物日
2013年12月20日,聯(lián)合國大會第68屆會議宣布3月3日——1973年《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》(CITES)簽署之日——為聯(lián)合國世界野生動植物日(UN World Wildlife Day),以提高人們對保護世界野生動植物的認(rèn)識。

參考資料
https://wildlifeday.org/en/about
https://www.nature.org/en-us/what-we-do/our-insights/perspectives/investing-in-a-sustainable-food-system/
https://www.nature.org/en-us/about-us/who-we-are/how-we-work/technology-and-innovation/techstars-sustainability-accelerator/4-ways-nature-needs-technology/
https://www.nature.org/en-us/about-us/where-we-work/united-states/california/stories-in-california/advancing-conservation-through-technology/
https://www.nature.org/en-us/about-us/where-we-work/united-states/california/stories-in-california/making-the-sea-safer-for-whales/
https://www.cryptopolitan.com/ai-to-the-rescue-reviving-kelp-forests/

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