用心守護生物多樣性

寧楊翠

北京市生態環境保護? ? ? ? ? ? ?科學研究院

|推薦單位|

北京環境科學學會

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，也是一個擁有2100多萬常住人口和1400多千米2建成區的現代國際化大都市。燕山、太行山兩大山脈在西北方交會，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詩意的名字—— “北京灣”。獨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，不足1千米2的北大燕園校區，就記錄野生鳥種262種。

曾經，北京的生物多樣性，也經歷了一段由破壞到恢復的過程，北京奧運會福娃妮妮的原型——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野生動物，它們的存在對保持生態系統的完整性、維持生態平衡、維護城市生態安全、改善城市人居環境和提升市民福祉，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，是北京獨樹一幟的符號。

據推測，20世紀初，北京雨燕的數量大約為5萬只。但是，在城市化進程中，北京雨燕棲息地——古建筑被拆除，環境污染，北京雨燕生存空間一再被擠壓，北京雨燕數量一減再減。數據顯示，2001年，北京雨燕僅存3000只左右。隨著北京雨燕數量減少，越來越多的人認識到，保護生物多樣性迫在眉睫。

生物多樣性調查是生物多樣性保護工作的基礎。科學的調查數據，可以告訴我們，野生動植物鄰居都有誰，在哪里，受威脅嗎？如何保護？北京原有的生物多樣性調查工作，存在調查類群不全、調查時間不連續、調查方法不統一的問題，導致了生物多樣性底數不清、變化情況不明，保護工作無從下手。2019年，我們在全市范圍內，啟動了包含13個類群的生物多樣性調查工作。

在調查過程中，我們發現，傳統動物調查面臨兩大問題：一方面，動物十分機警，行蹤隱秘，追蹤它們困難重重;另一方面，物種識別是一項專業性極高的工作，目前，專業人員數量有限，限制了工作進度。針對這一問題，我們創新地提出了“基于人工智能的生物多樣性智慧觀測”方法。

我們采用紅外相機和高清一體化攝像機實現了物種照片、視頻的自動采集，通過通信網絡實現圖像自動傳輸，基于深度學習算法的物種識別技術實現物種自動識別，搭建生物多樣性數據平臺實現物種信息自動統計分析。這一方法中，創新的關鍵環節在于物種識別。傳統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，現實中動物圖像采集困難重重，尤其是珍稀瀕危動物數量少，行蹤難覓，高樣本量和高像素無法實現。

為了解決這一問題，我們建立了基于深度學習框架、卷積神經網絡和增強數據模型的AI識別系統。技術上實現了低樣本量、低像素、視頻流、實時識別，達到行業領先水平。目前，我們在松山國家級自然保護區、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，試運行以來，共采集有效圖像8000余張，識別物種30余種。為北京實現生物多樣性智慧化觀測打下堅實基礎。

截至2021年，團隊共記錄物種5086種，發現了北京新記錄種70種，其中12種為中國新記錄種，獲得授權專項1項，軟件著作權2項，編寫地方標準5項，指南2項。野生動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。

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

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

還記得一開始講到的北京雨燕嗎？可喜的是，北京雨燕的數量在逐漸恢復，2021年數量超過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黨成立100周年大會，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，這是每一位環保人，對建黨百年的最好獻禮。北京雨燕只是生態環境改善的一個小小的剪影，生物多樣性保護，我們能做的還有很多。

保護生物多樣性的行動可以很大，也可以很小，讓我們行動起來，從一點一滴做起。當走進大自然：不驚動自然界中的動物，不將任何野生動植物帶回家，發現受傷的野生動物及時向救護部門報告。發現違法行為及時向執法部門報告。

我們每個人，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。讓我們一起攜起手來，保護生物多樣性，建設美麗北京。