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科技,让我们更懂野生动物
2018-05-21 07:17:02 来源: 人民日报
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  中国科学院昆明动物研究所研究人员在安放红外相机,进行鸟类监测。中国科学院昆明动物研究所鸟类学组供图

  安徽扬子鳄国家级自然?;でぷ魅嗽痹谏杓唇环殴橐巴獾难镒遇迥诘母倨?。李 博摄(资料图片)

  将红外相机、卫星定位、电子芯片运用于动物监测

  科技,让我们更懂野生动物

  核心阅读

  人类无法直接飞到高空,于是我们用无人机拍摄鸟类;人类很难长时间蹲守在密林深处,于是我们用红外相机监测动物行踪……近年来,在我国生态文明建设的进程中,高科技的身影越来越常见,红外技术、卫星定位、无人机监测等新技术被运用在野生动物?;ち煊?,大大延伸了我们活动的边界,提高了科研工作的效率,也让人类能以某种形式更亲密地了解自然,由此得以更好地?;ぷ匀?。

  大熊猫幼崽扭着屁股跟着妈妈踏过雪地,身体圆滚滚并不妨碍它脚步轻快......近日,甘肃白水江国家级自然?;で墓ぷ魅嗽狈⑾?,2017年底至今,多处红外相机拍摄到了4对大熊猫母子的活动画面,这意味着?;で囊吧笮苊ㄖ秩禾砑恿诵碌某稍?。

  在生态领域的相关研究中,除了红外相机,卫星定位、电子芯片、无人机等技术的应用也非常广泛。

  鸟兽经过、树叶落下,都会触发红外相机拍摄照片

  日前,云南景谷县在威远江自然?;で谑状卫煤焱庀嗷纳愕焦乙患侗;ざ镫辔埠镆巴饣疃?;

  近年来在高黎贡山国家级自然?;で嗲蛑诙辔坏?、不同季节拍摄到不同年龄段的红鬣羚,2017年,经专家多方鉴定,确定我国境内大中型兽类物种新记录——红鬣羚;

  在黑龙江,红外相机拍到野生东北虎照片,已经很常见。

  红外相机也被应用在鸟类监测上。中科院昆明动物研究所鸟类组研究员杨晓君介绍,用红外相机监测留鸟很有效果,鸟类飞过就会触发红外相机拍摄照片,经过数据统计能掌握留鸟数量和活动范围,大致掌握区域的生物多样性。

  2017年,科研人员通过红外相机在云南盈江拍摄到灰腹角雉的成年雄鸟?;腋菇秋粢巴馐考湎∩?,以前只知道在云南西部地区有分布,这个发现,将其发现地向南部扩展。

  杨晓君表示,红外相机技术门槛不高、设备不贵,中科院昆明动物研究所在云南也布置了一些观察点,效果很好,尤其在种群多样性监测上立了大功,“仅在一个地点就监测到上百种鸟的存在,极大丰富了当地的生物多样性研究”。

  目前来说,红外相机在使用中还存在一些局限性,比如需要人为手动设置,深林区资料传输难,误拍率、空拍率高,成果使用时间滞后,丢失率高等。

  一般来说,布设在野外的红外相机还会受到天气、人为或者动物的破坏,比较好的情况下,一台红外相机的使用寿命能达到数年。研究人员每3个月会检查一次红外相机,更换电池和存储卡。根据不同区域和功能,电池的使用时间也不同。

  红外相机的触发机制是依靠红外感应。每当有树叶落到监测区域内,相机就会拍下一张照片,这会影响电池的使用时间。树枝晃动等自然运动也会触发红外相机工作,这也导致红外相机会拍摄到大量无效画面,研究人员要花大量时间查看筛选。杨晓君他们使用的红外相机,在一个监测区每隔500米会布置一台,每台红外相机只能监测前方30米范围。监测范围也会受环境影响,比如在草地、池塘等处,监测范围就大一点,在森林中就会小一点。

  鸟从哪里来、到哪里去,卫星定位告诉你

  红外相机可以监测一个地点的不同鸟类,那么,怎样了解鸟类的迁徙?卫星定位技术发挥了巨大作用。

  昆明红嘴鸥从哪里来这个问题,就是通过卫星跟踪技术得到更详尽资料的。以前只知道飞到昆明的红嘴鸥来自西伯利亚,通过卫星跟踪技术,现在掌握了它们的一些迁徙路线和停留地点,而且还发现在昆明越冬的红嘴鸥不仅来自俄罗斯的西伯利亚,也有从蒙古国和我国新疆来的。

  “能具体知道鸟类从哪里来、到哪里去,经过哪些地方、在哪里停留以及栖息环境等”,杨晓君介绍,卫星定位技术多应用在迁徙鸟类的监测上,在鸟类身上绑一个发射器,通过发射器传出的信号,就可以了解鸟类的迁徙路线,“比如我们通过跟踪,了解到多数红嘴鸥中途会在宁夏停留,那宁夏就是一个重要的停歇?;さ?,可以采取具体措施进行?;ぁ?。

  过去了解鸟类迁徙主要是通过环志,通过给红嘴鸥带上脚环来收集数据。杨晓君介绍,“要获得数据就必须回收脚环,由于回收率低,实际效果并不太好,即使回收到,也仅仅是了解一个地点的情况,而无法掌握红嘴鸥飞行轨迹。现在通过卫星跟踪,可以随时掌握鸟类的动向和栖息环境?!?/p>

  “现在最小的卫星跟踪器,甚至可以用在蝴蝶身上?!北本┝忠荡笱ё匀槐;でР┦考忠喾山樯?,安装在鸟身上的卫星跟踪器重量,一般应在鸟体重的3%以下才能不影响鸟的迁徙,“所以卫星跟踪器更多用在雁类等比较大型的鸟类上”。现在,卫星跟踪器已经能为研究者提供鸟类的实时位置。

  电子芯片帮助找回走失的鳄鱼,无人机跟踪来到村寨的大象

  在安徽宣城,2003年起,扬子鳄国家级自然?;で冀恍┤斯し敝车难镒遇殴樽匀?。放归前,这些扬子鳄被注入电子芯片,部分扬子鳄身上还会安装无线电发射器。

  “通俗地说,电子芯片就相当于扬子鳄的身份证,我们再次捕捉到这只扬子鳄时,能迅速确定它的各种信息;无线电发射器可以给扬子鳄定位,让我们知道它在哪?!卑不昭镒遇壹蹲匀槐;で芾砭中逃瓶瞥ね羧势剿?。

  芯片也被称为电子标识器。电子标识器注入鳄鱼尾部皮下,对扬子鳄的健康没有影响。研究人员可以通过专门的阅读器读出其内数码,方便日后辨识身份。汪仁平说:“电子芯片呈米粒形状,长约1厘米,芯片上标记着它的个体信息,如身高、体重、年龄等,一旦这条鳄鱼再次被捕捉,通过阅读器能迅速确定它的身份?!?/p>

  为什么要将无线电发射器安装在鳄鱼尾巴的表皮上呢?汪仁平说,鳄鱼的身体感应力很强,相对而言,鳄鱼尾巴的神经系统迟钝一些,所以研究人员将无线电发射器安装在鳄鱼尾部的棱脊上。

  汪仁平说,2006年放归的一条雄性扬子鳄走出了放归区域,跑到3公里外一个鱼塘筑巢?!巴ü尴叩绶⑸淦?,这条扬子鳄被找到了?!?/p>

  无线电发射器让动物向外界发出信号,无人机则能主动跟踪野生动物。近几年,无人机在野生动物?;ち煊虼笙陨硎?。

  云南大学亚洲象研究中心主任陈明勇介绍,无人机可以有效监测亚洲象的种群数量,让人可以清晰了解野象的活动轨迹,从而更好地防范人象冲突。

  “比如大象到村寨附近了,无人机可以提前预警,当地老百姓做好防范措施,到高处避险,等大象走了之后再出来?!背旅饔滤?。

  实际应用中,无人机监测野象也具有局限性。天气状况不好的时候,无人机效果会大打折扣。

  “目前监测亚洲象的无人机团队很小,但大象白天夜晚都活动,而无人机飞手需要休息,连续工作的话工作强度太大?!背旅饔卤硎?,以前也曾经考虑过使用芯片或者项圈对亚洲象进行定位监测,但是目前在这方面的投入很少,设备成本高,而且安装芯片或者项圈首先需要捕获野象,难度很大,后期维护成本也高,综合比较下来,无人机相对有效实用。

  陈明勇建议,做一个监测预警系统计划,多种方式综合使用,红外相机固定在某些地段“站岗放哨”,无人机则是移动的跟踪监测,加上护林员和监测员的地面跟踪,适时报告大象的位置,人防和技防共同参与,效果会好很多。

  环境DNA监测生物多样性、AI技术自动识别图像......

  延伸阅读:技术开启更多可能

  中科院昆明动物研究所鸟类组研究员杨晓君向记者介绍,以前做生物多样性调查,对鸟类和两栖类有时需要靠人去听,通过经验来鉴定种类。近年来,有科学家正在试验一种新的技术,直接用录音机录制声音,然后通过对不同地区声音信息的多少进行生物多样性的比较和分析,同时也在试图通过录音识别物种。通过资料汇总分析,可以协助鉴定很多物种,了解当地的物种多样性及其变化。

  环境DNA监测技术也在探索中。例如鱼类和两栖动物,它们在水里活动时,身体上的脱落物都会有DNA,通过分析水体中的DNA多少就可以比较各水体的生物多样性。对特定的物种DNA进行检测则可以了解水体中是否有该物种。

  目前红外相机拍摄的图像还主要依靠人去识别,记者了解到,目前一些研究开始应用AI技术对图像进行自动识别,有一些企业在开发相关软件。(记者 杨文明 孙 振 银 燕)

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【纠错】 责任编辑: 邱丽芳
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