用心守護(hù)生物多樣性

寧楊翠

北京市生態(tài)環(huán)境保護(hù)? ? ? ? ? ? ?科學(xué)研究院

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北京環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)

北京是中華人民共和國的首都，是一座有著3000多年歷史和800多年建都史的古城，也是一個(gè)擁有2100多萬常住人口和1400多千米2建成區(qū)的現(xiàn)代國際化大都市。燕山、太行山兩大山脈在西北方交會(huì)，永定河、潮白河等五大河流沖擊形成了東南肥沃的平原，北京也因此有了一個(gè)詩意的名字—— “北京灣”。獨(dú)特的地理位置和豐富的山水資源孕育了北京悠久的歷史、燦爛的文化和豐富的生物多樣性。

北京是世界上生物多樣性最豐富的大都市之一。全市面積不足全國陸域國土面積的千分之二。截至2021年，北京全市共記錄野生鳥種503種，超過全國三分之一。在城區(qū)，不足1千米2的北大燕園校區(qū)，就記錄野生鳥種262種。

曾經(jīng)，北京的生物多樣性，也經(jīng)歷了一段由破壞到恢復(fù)的過程，北京奧運(yùn)會(huì)福娃妮妮的原型——北京雨燕，就有一段這樣的故事。北京雨燕作為北京市一級保護(hù)野生動(dòng)物，它們的存在對保持生態(tài)系統(tǒng)的完整性、維持生態(tài)平衡、維護(hù)城市生態(tài)安全、改善城市人居環(huán)境和提升市民福祉，有著重要意義。在老北京人的記憶中，從天壇到太廟，從正陽門城樓到頤和園的八方亭，大雨之前，漫天飛舞著北京雨燕，是北京獨(dú)樹一幟的符號。

據(jù)推測，20世紀(jì)初，北京雨燕的數(shù)量大約為5萬只。但是，在城市化進(jìn)程中，北京雨燕棲息地——古建筑被拆除，環(huán)境污染，北京雨燕生存空間一再被擠壓，北京雨燕數(shù)量一減再減。數(shù)據(jù)顯示，2001年，北京雨燕僅存3000只左右。隨著北京雨燕數(shù)量減少，越來越多的人認(rèn)識到，保護(hù)生物多樣性迫在眉睫。

生物多樣性調(diào)查是生物多樣性保護(hù)工作的基礎(chǔ)。科學(xué)的調(diào)查數(shù)據(jù)，可以告訴我們，野生動(dòng)植物鄰居都有誰，在哪里，受威脅嗎？如何保護(hù)？北京原有的生物多樣性調(diào)查工作，存在調(diào)查類群不全、調(diào)查時(shí)間不連續(xù)、調(diào)查方法不統(tǒng)一的問題，導(dǎo)致了生物多樣性底數(shù)不清、變化情況不明，保護(hù)工作無從下手。2019年，我們在全市范圍內(nèi)，啟動(dòng)了包含13個(gè)類群的生物多樣性調(diào)查工作。

在調(diào)查過程中，我們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)動(dòng)物調(diào)查面臨兩大問題：一方面，動(dòng)物十分機(jī)警，行蹤隱秘，追蹤它們困難重重;另一方面，物種識別是一項(xiàng)專業(yè)性極高的工作，目前，專業(yè)人員數(shù)量有限，限制了工作進(jìn)度。針對這一問題，我們創(chuàng)新地提出了“基于人工智能的生物多樣性智慧觀測”方法。

我們采用紅外相機(jī)和高清一體化攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)了物種照片、視頻的自動(dòng)采集，通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)傳輸，基于深度學(xué)習(xí)算法的物種識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)物種自動(dòng)識別，搭建生物多樣性數(shù)據(jù)平臺實(shí)現(xiàn)物種信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析。這一方法中，創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于物種識別。傳統(tǒng)的物種識別主要采用圖像比對方法，這就要求已識別圖庫的高樣本量和待識別圖像的高像素。但是，現(xiàn)實(shí)中動(dòng)物圖像采集困難重重，尤其是珍稀瀕危動(dòng)物數(shù)量少，行蹤難覓，高樣本量和高像素?zé)o法實(shí)現(xiàn)。

為了解決這一問題，我們建立了基于深度學(xué)習(xí)框架、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和增強(qiáng)數(shù)據(jù)模型的AI識別系統(tǒng)。技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了低樣本量、低像素、視頻流、實(shí)時(shí)識別，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。目前，我們在松山國家級自然保護(hù)區(qū)、翠湖國家濕地公園探索建立了兩處生物多樣性智慧觀測小區(qū)，試運(yùn)行以來，共采集有效圖像8000余張，識別物種30余種。為北京實(shí)現(xiàn)生物多樣性智慧化觀測打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

截至2021年，團(tuán)隊(duì)共記錄物種5086種，發(fā)現(xiàn)了北京新記錄種70種，其中12種為中國新記錄種，獲得授權(quán)專項(xiàng)1項(xiàng)，軟件著作權(quán)2項(xiàng)，編寫地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，指南2項(xiàng)。野生動(dòng)植物大都隱匿在人跡罕至的秘境之中，一條條物種記錄，都見證了我們與秘境之間的緣分。

記得在一次調(diào)研中，團(tuán)隊(duì)來到一個(gè)超過40度的陡坡，又陡又滑。我不小心摔了出去，回過神來，我已經(jīng)趴在了地上。我抬了抬頭，不經(jīng)意間，一叢高度不足10厘米、晶瑩剔透的淡黃色植株映入眼簾。

職業(yè)的敏感性立刻讓我開心地叫了起來，是遼吉側(cè)金盞！驚喜瞬間淹沒了驚嚇，一剎那，我熱淚盈眶。野外調(diào)查多年，心心念念的北京春花遼吉側(cè)金盞，就這樣第一次出現(xiàn)在了我的面前。我們的工作中有太多這樣的小故事，就這樣，我們的團(tuán)隊(duì)帶著工匠精神和對自然的熱愛，找到一個(gè)個(gè)隱匿在北京的動(dòng)植物精靈，把它們保護(hù)起來。

還記得一開始講到的北京雨燕嗎？可喜的是，北京雨燕的數(shù)量在逐漸恢復(fù)，2021年數(shù)量超過1萬只，是2001年的3倍多。2021年7月1日，天安門廣場隆重舉行慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年大會(huì)，在場的每一位觀眾，都見證了北京雨燕上演的人燕相親的和諧畫面，這是每一位環(huán)保人，對建黨百年的最好獻(xiàn)禮。北京雨燕只是生態(tài)環(huán)境改善的一個(gè)小小的剪影，生物多樣性保護(hù)，我們能做的還有很多。

保護(hù)生物多樣性的行動(dòng)可以很大，也可以很小，讓我們行動(dòng)起來，從一點(diǎn)一滴做起。當(dāng)走進(jìn)大自然：不驚動(dòng)自然界中的動(dòng)物，不將任何野生動(dòng)植物帶回家，發(fā)現(xiàn)受傷的野生動(dòng)物及時(shí)向救護(hù)部門報(bào)告。發(fā)現(xiàn)違法行為及時(shí)向執(zhí)法部門報(bào)告。

我們每個(gè)人，都身處這座城市，人與自然共享美好城市空間，是我們共同的目標(biāo)。讓我們一起攜起手來，保護(hù)生物多樣性，建設(shè)美麗北京。