中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所研究人員在安放紅外相機(jī)，進(jìn)行鳥類監(jiān)測。中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所鳥類學(xué)組供圖

　　安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)工作人員在掃描即將被放歸野外的揚(yáng)子鱷體內(nèi)的跟蹤器。李 博攝（資料圖片）

　　將紅外相機(jī)、衛(wèi)星定位、電子芯片運(yùn)用于動(dòng)物監(jiān)測

　　科技，讓我們更懂野生動(dòng)物

　　核心閱讀

　　人類無法直接飛到高空，于是我們用無人機(jī)拍攝鳥類；人類很難長時(shí)間蹲守在密林深處，于是我們用紅外相機(jī)監(jiān)測動(dòng)物行蹤……近年來，在我國生態(tài)文明建設(shè)的進(jìn)程中，高科技的身影越來越常見，紅外技術(shù)、衛(wèi)星定位、無人機(jī)監(jiān)測等新技術(shù)被運(yùn)用在野生動(dòng)物保護(hù)領(lǐng)域，大大延伸了我們活動(dòng)的邊界，提高了科研工作的效率，也讓人類能以某種形式更親密地了解自然，由此得以更好地保護(hù)自然。

　　大熊貓幼崽扭著屁股跟著媽媽踏過雪地，身體圓滾滾并不妨礙它腳步輕快......近日，甘肅白水江國家級自然保護(hù)區(qū)的工作人員發(fā)現(xiàn)，2017年底至今，多處紅外相機(jī)拍攝到了4對大熊貓母子的活動(dòng)畫面，這意味著保護(hù)區(qū)的野生大熊貓種群添加了新的成員。

　　在生態(tài)領(lǐng)域的相關(guān)研究中，除了紅外相機(jī)，衛(wèi)星定位、電子芯片、無人機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用也非常廣泛。

　　鳥獸經(jīng)過、樹葉落下，都會(huì)觸發(fā)紅外相機(jī)拍攝照片

　　日前，云南景谷縣在威遠(yuǎn)江自然保護(hù)區(qū)內(nèi)首次利用紅外相機(jī)拍攝到國家一級保護(hù)動(dòng)物豚尾猴野外活動(dòng)畫面；

　　近年來在高黎貢山國家級自然保護(hù)區(qū)多區(qū)域眾多位點(diǎn)、不同季節(jié)拍攝到不同年齡段的紅鬣羚，2017年，經(jīng)專家多方鑒定，確定我國境內(nèi)大中型獸類物種新記錄——紅鬣羚；

　　在黑龍江，紅外相機(jī)拍到野生東北虎照片，已經(jīng)很常見。

　　紅外相機(jī)也被應(yīng)用在鳥類監(jiān)測上。中科院昆明動(dòng)物研究所鳥類組研究員楊曉君介紹，用紅外相機(jī)監(jiān)測留鳥很有效果，鳥類飛過就會(huì)觸發(fā)紅外相機(jī)拍攝照片，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)能掌握留鳥數(shù)量和活動(dòng)范圍，大致掌握區(qū)域的生物多樣性。

　　2017年，科研人員通過紅外相機(jī)在云南盈江拍攝到灰腹角雉的成年雄鳥。灰腹角雉野外數(shù)量極其稀少，以前只知道在云南西部地區(qū)有分布，這個(gè)發(fā)現(xiàn)，將其發(fā)現(xiàn)地向南部擴(kuò)展。

　　楊曉君表示，紅外相機(jī)技術(shù)門檻不高、設(shè)備不貴，中科院昆明動(dòng)物研究所在云南也布置了一些觀察點(diǎn)，效果很好，尤其在種群多樣性監(jiān)測上立了大功，“僅在一個(gè)地點(diǎn)就監(jiān)測到上百種鳥的存在，極大豐富了當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有匝芯俊薄?/p>

　　目前來說，紅外相機(jī)在使用中還存在一些局限性，比如需要人為手動(dòng)設(shè)置，深林區(qū)資料傳輸難，誤拍率、空拍率高，成果使用時(shí)間滯后，丟失率高等。

　　一般來說，布設(shè)在野外的紅外相機(jī)還會(huì)受到天氣、人為或者動(dòng)物的破壞，比較好的情況下，一臺(tái)紅外相機(jī)的使用壽命能達(dá)到數(shù)年。研究人員每3個(gè)月會(huì)檢查一次紅外相機(jī)，更換電池和存儲(chǔ)卡。根據(jù)不同區(qū)域和功能，電池的使用時(shí)間也不同。

　　紅外相機(jī)的觸發(fā)機(jī)制是依靠紅外感應(yīng)。每當(dāng)有樹葉落到監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，相機(jī)就會(huì)拍下一張照片，這會(huì)影響電池的使用時(shí)間。樹枝晃動(dòng)等自然運(yùn)動(dòng)也會(huì)觸發(fā)紅外相機(jī)工作，這也導(dǎo)致紅外相機(jī)會(huì)拍攝到大量無效畫面，研究人員要花大量時(shí)間查看篩選。楊曉君他們使用的紅外相機(jī)，在一個(gè)監(jiān)測區(qū)每隔500米會(huì)布置一臺(tái)，每臺(tái)紅外相機(jī)只能監(jiān)測前方30米范圍。監(jiān)測范圍也會(huì)受環(huán)境影響，比如在草地、池塘等處，監(jiān)測范圍就大一點(diǎn)，在森林中就會(huì)小一點(diǎn)。

　　鳥從哪里來、到哪里去，衛(wèi)星定位告訴你

　　紅外相機(jī)可以監(jiān)測一個(gè)地點(diǎn)的不同鳥類，那么，怎樣了解鳥類的遷徙？衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)揮了巨大作用。

　　昆明紅嘴鷗從哪里來這個(gè)問題，就是通過衛(wèi)星跟蹤技術(shù)得到更詳盡資料的。以前只知道飛到昆明的紅嘴鷗來自西伯利亞，通過衛(wèi)星跟蹤技術(shù)，現(xiàn)在掌握了它們的一些遷徙路線和停留地點(diǎn)，而且還發(fā)現(xiàn)在昆明越冬的紅嘴鷗不僅來自俄羅斯的西伯利亞，也有從蒙古國和我國新疆來的。

　　“能具體知道鳥類從哪里來、到哪里去，經(jīng)過哪些地方、在哪里停留以及棲息環(huán)境等”，楊曉君介紹，衛(wèi)星定位技術(shù)多應(yīng)用在遷徙鳥類的監(jiān)測上，在鳥類身上綁一個(gè)發(fā)射器，通過發(fā)射器傳出的信號，就可以了解鳥類的遷徙路線，“比如我們通過跟蹤，了解到多數(shù)紅嘴鷗中途會(huì)在寧夏停留，那寧夏就是一個(gè)重要的停歇保護(hù)地，可以采取具體措施進(jìn)行保護(hù)”。

　　過去了解鳥類遷徙主要是通過環(huán)志，通過給紅嘴鷗帶上腳環(huán)來收集數(shù)據(jù)。楊曉君介紹，“要獲得數(shù)據(jù)就必須回收腳環(huán)，由于回收率低，實(shí)際效果并不太好，即使回收到，也僅僅是了解一個(gè)地點(diǎn)的情況，而無法掌握紅嘴鷗飛行軌跡。現(xiàn)在通過衛(wèi)星跟蹤，可以隨時(shí)掌握鳥類的動(dòng)向和棲息環(huán)境?！?/p>

　　“現(xiàn)在最小的衛(wèi)星跟蹤器，甚至可以用在蝴蝶身上。”北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)博士賈亦飛介紹，安裝在鳥身上的衛(wèi)星跟蹤器重量，一般應(yīng)在鳥體重的3%以下才能不影響鳥的遷徙，“所以衛(wèi)星跟蹤器更多用在雁類等比較大型的鳥類上”?，F(xiàn)在，衛(wèi)星跟蹤器已經(jīng)能為研究者提供鳥類的實(shí)時(shí)位置。

　　電子芯片幫助找回走失的鱷魚，無人機(jī)跟蹤來到村寨的大象

　　在安徽宣城，2003年起，揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)開始將一些人工繁殖的揚(yáng)子鱷放歸自然。放歸前，這些揚(yáng)子鱷被注入電子芯片，部分揚(yáng)子鱷身上還會(huì)安裝無線電發(fā)射器。

　　“通俗地說，電子芯片就相當(dāng)于揚(yáng)子鱷的身份證，我們再次捕捉到這只揚(yáng)子鱷時(shí)，能迅速確定它的各種信息；無線電發(fā)射器可以給揚(yáng)子鱷定位，讓我們知道它在哪。”安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)管理局宣傳教育科科長汪仁平說。

　　芯片也被稱為電子標(biāo)識(shí)器。電子標(biāo)識(shí)器注入鱷魚尾部皮下，對揚(yáng)子鱷的健康沒有影響。研究人員可以通過專門的閱讀器讀出其內(nèi)數(shù)碼，方便日后辨識(shí)身份。汪仁平說：“電子芯片呈米粒形狀，長約1厘米，芯片上標(biāo)記著它的個(gè)體信息，如身高、體重、年齡等，一旦這條鱷魚再次被捕捉，通過閱讀器能迅速確定它的身份?！?/p>

　　為什么要將無線電發(fā)射器安裝在鱷魚尾巴的表皮上呢？汪仁平說，鱷魚的身體感應(yīng)力很強(qiáng)，相對而言，鱷魚尾巴的神經(jīng)系統(tǒng)遲鈍一些，所以研究人員將無線電發(fā)射器安裝在鱷魚尾部的棱脊上。

　　汪仁平說，2006年放歸的一條雄性揚(yáng)子鱷走出了放歸區(qū)域，跑到3公里外一個(gè)魚塘筑巢?！巴ㄟ^無線電發(fā)射器，這條揚(yáng)子鱷被找到了?！?/p>

　　無線電發(fā)射器讓動(dòng)物向外界發(fā)出信號，無人機(jī)則能主動(dòng)跟蹤野生動(dòng)物。近幾年，無人機(jī)在野生動(dòng)物保護(hù)領(lǐng)域大顯身手。

　　云南大學(xué)亞洲象研究中心主任陳明勇介紹，無人機(jī)可以有效監(jiān)測亞洲象的種群數(shù)量，讓人可以清晰了解野象的活動(dòng)軌跡，從而更好地防范人象沖突。

　　“比如大象到村寨附近了，無人機(jī)可以提前預(yù)警，當(dāng)?shù)乩习傩兆龊梅婪洞胧?，到高處避險(xiǎn)，等大象走了之后再出來?！标惷饔抡f。

　　實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)監(jiān)測野象也具有局限性。天氣狀況不好的時(shí)候，無人機(jī)效果會(huì)大打折扣。

　　“目前監(jiān)測亞洲象的無人機(jī)團(tuán)隊(duì)很小，但大象白天夜晚都活動(dòng)，而無人機(jī)飛手需要休息，連續(xù)工作的話工作強(qiáng)度太大。”陳明勇表示，以前也曾經(jīng)考慮過使用芯片或者項(xiàng)圈對亞洲象進(jìn)行定位監(jiān)測，但是目前在這方面的投入很少，設(shè)備成本高，而且安裝芯片或者項(xiàng)圈首先需要捕獲野象，難度很大，后期維護(hù)成本也高，綜合比較下來，無人機(jī)相對有效實(shí)用。

　　陳明勇建議，做一個(gè)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)計(jì)劃，多種方式綜合使用，紅外相機(jī)固定在某些地段“站崗放哨”，無人機(jī)則是移動(dòng)的跟蹤監(jiān)測，加上護(hù)林員和監(jiān)測員的地面跟蹤，適時(shí)報(bào)告大象的位置，人防和技防共同參與，效果會(huì)好很多。

　　環(huán)境DNA監(jiān)測生物多樣性、AI技術(shù)自動(dòng)識(shí)別圖像......

　　延伸閱讀：技術(shù)開啟更多可能

　　中科院昆明動(dòng)物研究所鳥類組研究員楊曉君向記者介紹，以前做生物多樣性調(diào)查，對鳥類和兩棲類有時(shí)需要靠人去聽，通過經(jīng)驗(yàn)來鑒定種類。近年來，有科學(xué)家正在試驗(yàn)一種新的技術(shù)，直接用錄音機(jī)錄制聲音，然后通過對不同地區(qū)聲音信息的多少進(jìn)行生物多樣性的比較和分析，同時(shí)也在試圖通過錄音識(shí)別物種。通過資料匯總分析，可以協(xié)助鑒定很多物種，了解當(dāng)?shù)氐奈锓N多樣性及其變化。

　　環(huán)境DNA監(jiān)測技術(shù)也在探索中。例如魚類和兩棲動(dòng)物，它們在水里活動(dòng)時(shí)，身體上的脫落物都會(huì)有DNA，通過分析水體中的DNA多少就可以比較各水體的生物多樣性。對特定的物種DNA進(jìn)行檢測則可以了解水體中是否有該物種。

　　目前紅外相機(jī)拍攝的圖像還主要依靠人去識(shí)別，記者了解到，目前一些研究開始應(yīng)用AI技術(shù)對圖像進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，有一些企業(yè)在開發(fā)相關(guān)軟件。（記者 楊文明 孫 振 銀 燕）

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責(zé)任編輯： 邱麗芳