
“科技让自然更美好”——当黄三角湿地长出“智慧眼睛”
万亩芦苇摇荡,连天碱蓬似火。10月17日,深秋清晨,在东营市黄河三角洲国家级自然保护区,有早到的候鸟云间群集回旋,迟败的柽柳枯淡中仍存绿意。
高级工程师张希涛如往常般按照5条既定的巡回监测路线行走在核心区7.9万公顷的湿地,一双眼睛、一台相机、一副望远镜,是捕捉和留住碧水蓝天间珍禽踪迹的绝佳组合。
数年来,张希涛都是这般行走在黄河三角洲湿地,逡巡于的水与鸟“依恋之地”。直到2021年,他的身后,出现了一双全新的“智慧眼睛”——黄河三角洲生态监测中心成立了,张希涛的“取景框”里长出了更多“数智化”的美丽可能性。
挑战 15.3万公顷栖息地与1632种动物
在黄河尽头,是面积15.3万公顷的动植物栖息地、1524种野生动物的家园,万物生生不息的故事,每天都在这里上演。
谁曾想到,如今这片写满生命力的土地,20年前却曾一片“惨淡”景象。
保护区高级工程师朱永玉回忆,20世纪90年代初,黄河曾多次断流,下游黄河三角洲缺少淡水补给,海水倒灌,土地盐碱化严重。近年来,东营扛牢黄河入海口责任,对保护区实施生态补水工程,连通水系241公里,疏通潮沟76公里,引水能力由不足40立方米/秒提高到131立方米/秒。
得益于保护区久久为功的修复保护措施,20年间,这片湿地已发生了令人惊喜的变化。如今,保护区鸟类种类已达373种。其中,国家一级保护鸟类26种,二级保护鸟类65种。保护区每年观察到的迁徙、越冬和繁殖的鸟类达600万只,几乎每个季节都有超过100万只鸟栖息在这里,被称为“鸟类的国际机场”。
“5条监测路线,9个监测点位,200公里的路程,一轮监测下来,至少需要3到4天。”张希涛告诉记者,海边泥滩泥泞难走,对监测人员来说是一个巨大的挑战。
由于黄河入海口特殊的地理位置,湿地保护工作其实非常复杂,气候、水质、土壤、野生动植物……都是湿地保护工作中需要重点关注的要素,这就意味着在湿地修复过程中,往往需要投入大量的人力、物力进行观察和监测。与此同时,各个监测环节也会产生大量繁杂的数据,让生态修复工作中的各个环节逐渐变成了难以贯通的“数据孤岛”。
面积寥廓、环境脆弱、物种复杂,意味着守护与修复这片湿地的挑战不言而喻。
进路
“智慧双眼”守望东方白鹳高飞
监测大屏上,东方白鹳幼鸟正在轻快地拍打幼小的翅膀,探头四望的细长脖颈已经显出几分“鸟中国宝”的优雅形态,倚立在旁的“白鹳妈妈”则温柔地将巢穴中的树枝收拢归纳,确保幼嫩的孩子免受伤害。
“像东方白鹳这种国家一级保护动物,我们在其巢穴安装了摄像头,由监测中心的终端接收数据,育雏等重要过程都可以实时现场直播。”张希涛调侃说,“每只成鸟、雏鸟的情况我们掌握得一清二楚,它们一家都没隐私了。”
2021年,黄河三角洲生态监测中心成立,给15.3万公顷的栖息地装上了“智慧眼睛”,这双眼睛高效、敏捷、专业,并保持了高度“学习力”,“智慧”实现了不断增长。
在此之前,监测工作更多仰赖经验丰富的人力,以“老带新”的方式实现接力。2014年,保护区需进行物种资源盘查,张希涛和同事在海陆交接的潮间带区域,从上午8点徒步到晚上11点多,14个小时的行走跨过了30余公里的无人湿地,“正好赶上海水上潮,那是非常危险的情况,我们在海水里都调向了,手机还没电,都吓坏了。”张希涛回想起当时的险象,语气中仍有后怕。
而2021年后,监测中心的数智化监测设备与手段,给调查人员也穿上了“安全铠甲”,无须长时段以身涉险。他举例,“今年我们调查越冬鹤类和水鸟数量的时候,监测中心就调用了无人机进行空中辅助检测,可以自主导航巡航,路线一目了然,用起来很方便。覆盖范围还很广,给我们的监测效率提上不少。”
和高校、科研单位的联手,也让监测中心拥有了持续更新的“智囊库”,来自实验室的精锐、前沿技术在湿地投下智慧的影子。譬如,通过落地遥感、大数据、物联网等最新技术,监测中心设立了20处AI图像识别点位,实时跟踪掌握珍稀鸟类的分布和迁徙动态。在精密的信息追踪下,珍稀鸟类被随时、精确定位,越来越多鸟有了自己的动态“户口本”。
除了空中的美丽鸟类,监测中心的“智慧双眼”在陆域亦有紧密布局。黄河三角洲生态监测中心副主任赵亚杰介绍,“目前在保护区陆域范围内,已建设35处5G网络基站,实现了陆域5G网络全覆盖,建设了9处湿地生态系统定位观测站点,能够实时监测湿地水文、土壤、气象等数据,全面掌握自然保护区湿地生态系统健康状况。”
复杂难测的海域,则是监测中心下一个“必争之地”。赵亚杰透露,“我们的难点就在海上,不好监测,也不好管理。”正在为监测中心搭建智能系统的技术人员栗斗魁亦向记者表示,雷达识别等功能已相当完善,但许多埋点仍需人工定期采集数据,人工仍然是不可或缺的。
张希涛亦强调,“技术是补人力的短板。”人与技术的流畅配合,经验与智能的齿轮严密咬合,才能搭建起守望东方白鹳无忧高飞的“天空地海”一体化监测网络。
蓝图
“观鸟”潮中再长出一座“智慧大脑”
“从监测数据的分析精准转化成保护管理决策,这中间仍然需要大量研究作支撑。我们现在还缺少的,可能是一座真正属于自己的实验室。”赵亚杰提起自建实验室的心愿,一向神色肃谨的面庞难掩兴奋:这意味着监测中心除了“双眼”,还将生长出完全自主的“智慧大脑”。
但这并非易事也鲜少前例,她坦言:“在以国家公园为主体的自然保护区体系里,基本都还没实现自建实验室,因为实验室需要强大的资金支持,即便不运转,每天也会产生有机消耗,一年下来怎么也得上百万。”目前,合作研究单位坐落在保护区的实验室仍是监测中心唯一“可及”的研究资源。
技术与资金并非沿着一条天然铺就的通路来敲响监测中心的门,相反,优质合作资源更需主动伸展枝杈去招揽。在监测中心的发育期,赵亚杰和同事们像孜孜不倦的淘金者,四处掘金“技术矿产”。她回忆,“2022年是最难的一年。”当时,财政支持陷入乏力,但监测中心处于至关重要的提升阶段,进阶的“引智引技”必不可少。
匮乏撞上紧急,也意味着一切都将成为机会。譬如,在一场中国科学院的线上公开讲座中,赵亚杰特意留心到PPT末尾,AI识别领域的专家留了一个微信号,于是主动与之攀谈,“没想到他正好也是东营人,对AI识鸟很感兴趣,也有家乡情怀,就给我们免费做了AI识鸟的研究,并且后续我们还会开展鸟类行为识别的深度合作。”
“资金从哪儿来?”始终是横亘在监测中心迈向高精度数智化的一道门槛。尽管在政府背书下,专家团队乐于提供养料,以浪潮、华为等企业为代表的社会资本也正更大幅度地介入构建保护区。但是,比之各方竭力“输血”,监测中心及生态区自身“造血”功能仍是未来的焦点。
11月上旬,候鸟即将再次飞抵湿地,各地爱鸟人士也将寻踪而来,东营又将进入最佳观鸟季。张希涛直言,“全民都应当享受湿地保护带来的红利”。去年,“黄河口国际观鸟季活动”为生态旅游区带来了39.8%的同期游客增长,表现斐然。以观鸟经济为线索的生态旅游正在为保护区再造“绿色血液”。以鸟为媒的观赏价值、文旅价值等转化路径,也为反哺科研工作带来了令人期待的可能性,一座愿景中的“智慧大脑”或将从中生长。
记者到访的10月15日,恰逢2024国际湿地城市市长圆桌会议在东营开幕,来自7个国家、31个城市的湿地保护工作者亦像候鸟般因时而聚,因共同的关注而聚,“湿地保护”成为超越国别与连通各类语言的“通用语”。
“我们想继续加强和俄罗斯、蒙古国等东北亚国家的合作,推进签署湿地保护的合作备忘录。”赵亚杰说,“有了这些前提,在关键物种保护方面,全球可借鉴的经验就更广阔了,会形成一种更有韧性的共同体纽带。”
(大众新闻记者 张瑞雪 王瑛琪 李明 聊城日报记者 沈欣欣)