在城市化快速发展的今天,城市生物多样性已成为衡量城市生命力和可持续发展能力的重要指标。随着技术的进步,城市生物多样性监测正经历着一场从传统人工普查到智能化、全天候监测的深刻变革。
城市生态系统具有高度破碎化、人为干扰强、生物类群特殊等特点,传统监测方法难以适应复杂城市环境。我国城市生物多样性监测目前存在四大“孤岛困境”,严重制约了保护成效。
设备孤岛导致各类监测终端“各自为战”。传统监测设备如同“信息哑巴”:红外相机仅能拍照存储,声纹采集器无法同步环境数据,水质传感器与气象站数据互不相通。
某国家级保护区曾同时部署6个品牌的监测设备,数据格式达12种之多,人工整合率不足30%,大量有效信息在格式转换中流失。
数据孤岛造成生态宝藏“沉睡不醒”。据统计,我国自然保护区年产生监测数据超10PB,但其中75%处于“沉睡状态”。西部某湿地保护区的红外相机数据,因缺乏统一存储平台,近五年的物种记录分散在20余台电脑中,科研人员无法进行长期趋势分析。
时空孤岛形成碎片化的监测盲区。城市中山地、湿地、森林等复杂生境中,监测点位分散且信号薄弱,形成时空监测断层。鄱阳湖湿地曾因监测点覆盖不足,错过海南鳽繁殖期关键数据,导致保护方案制定缺乏科学依据。
应用孤岛致使监测与决策“脱节”。监测数据与保护行动之间存在“最后一公里”鸿沟。某保护区曾通过人工监测发现植被退化,但因数据未及时同步至管理部门,生态修复方案滞后6个月,造成不可逆的生态损失。
人工智能识别技术堪称“全天候在岗的智能观察员”。该技术依托深度学习算法,能高效处理红外相机、高清视频和录音设备24小时采集的海量图像与音频数据。
非专业人士难以通过鸟鸣辨识鸟类,AI却能轻松实现“闻声识鸟”。更令人惊叹的是其精准识别能力:既能在同一画面中同时锁定白鹭与黑水鸡,又能区分幼年与成年黑水鸡的形态差异,还能对多只罗纹鸭进行精准计数。
在上海的生物多样性调查中,人工智能识别技术已显现强大效能。上海已铺设近400台红外相机,构建起一张智能观察网,让习性隐蔽的物种频繁“露脸”。
被喻为“基因侦探”的环境DNA技术同样令人惊艳。“无需追踪物种踪迹,采集一瓶水或一桶土就能破解生物密码。”上海市环境科学研究院高级工程师谭娟透露,针对长江江豚这一“水中大熊猫”,团队创新研发环境DNA与环境RNA联合检测方法,结合被动声学技术,首次精准绘制出长江江豚在长江口水域的活动热力分布图,为该旗舰物种的保护提供了科学导航。
在无锡的生物多样性监测中,锡山区观测站借助水下机器人与DNA宏条形码技术,发现太湖新记录物种——中华锯齿米虾,进一步证实了水体连通性的持续改善。
南创科技利用3S技术(GIS、GPS、RS)、大数据和AI技术,结合物联网设备(环境监测传感器、激光雷达、高清摄像头、红外相机、鸟类声纹监测仪等),构建重点保护区域“天空地一体化”生物多样性保护云平台。
在丽水市,智慧监测体系使用了集成实时传输红外相机、鸟类鸣声记录仪、两爬雷达相机、蝴蝶智能监测仪等新型监测设备,实现了对哺乳动物、鸟类、两栖爬行动物、昆虫和水生生物等类群的数据采集和实时传输。
2023年12月,上海市启动了首次全面生物多样性调查,覆盖全市各区所有自然保护地,覆盖生态系统、物种与遗传多样性三个层次,首次覆盖全域的苔藓植物、昆虫和大型真菌等全生物类群调查。
调查阶段成果显示,上海自然保护地物种多样性调查共记录到国家二级重点保护野生植物1种,国家二级重点保护野生动物8种,苔藓、昆虫及大型线种,其中国家一级保护物种29种、国家二级保护物种93种,比2015年全市鸟类记录的463种多了71种。
以上海植物园全市首个城市生物多样性定位观测站为载体,科研团队开发建立了智慧化观测管理平台。该平台不仅是科研助手,更搭建起科普桥梁,将监测数据转化为生动内容,让公众近距离感受“家门口的生物惊喜”。
在无锡,生物多样性监测工作正全面迈入智能时代。位于长广溪湿地公园的滨湖区生物多样性观测站作为无锡市区唯一入选江苏省“生态岛”试验区试点项目的区域,共设有16处智能观测点位。
其中,4个鸟类高清视频观测点可自动记录夜鹭、黑翅鸢等涉禽与猛禽的活动规律;布设在军嶂山、龙王山等地的6处声纹采集点能识别大鹰鹃、画眉等近50种鸟类的鸣声特征;6个红外触发相机点位则可实时捕获野兔、黄鼬等中小型哺乳动物的种群动态。
越来越多的“生命奇迹”正被这张“生态天网”捕捉记录。在贡湖湾湿地,鸟类AI识别探头与声纹监测阵列实现了806种生物的全物种记录,其中包括11种珍稀濒危物种,红外相机更首次拍摄到豹猫夜间活动的珍贵影像。
武汉市在湿地保护中深度融合现代信息技术,构建并实施以实时感知、智能决策、功能融合为核心的“智慧建造模式”,有力推动了城市与湿地的和谐共生。
武汉市以物联网、无人机等技术为支撑,构建覆盖湿地类型自然保护地和野生动物重要栖息地。在东湖国家湿地公园等重点区域,布设的传感器网络持续监测水质、气象、土壤等关键生态指标,实现湿地“生命体征”实时掌控。
结合无人机空中巡护形成的天地一体化监测体系,精准构建湿地“数字孪生”模型,将物理湿地动态映射至虚拟空间,为精细化管理和科学决策提供了坚实的数据支撑。
丽水市生物多样性智慧监测体系入选浙江省生态环境系统2024年度优秀改革案例,这是该体系继获评国家“生物多样性保护优秀案例”后再次获得认可。
丽水市在全国率先发布《生物多样性智慧监测体系建设技术规范》,推动各地统一规范开展生物多样性智慧监测;出台《生物多样性评价指数技术规定》地方标准,实现了对区域生物多样性状况的客观、精准评价。
丽水已经构建了覆盖全市域的生物多样性智慧监测网络,共布设20个智慧监测样区、600余个监测点位,实现了对哺乳动物、鸟类、两栖爬行动物、昆虫和水生生物等类群的智慧监测。
南创科技作为一家专注于生物多样性保护领域的国家级高新技术企业,以“AI+物联网+大数据”为技术核心,构建起“感知-传输-分析-应用”全链路智慧监测体系,为城市生物多样性保护带来了全新的解决方案。
南创科技以“硬件标准化+算法通用化”打破设备孤岛,打造覆盖“空天地”的智能监测终端矩阵。
其多模态感知设备整合了红外相机、声纹监测仪、智能球机等终端,所有设备搭载统一数据接口,支持4G/5G、LoRa等多协议传输,兼容国内外主流品牌设备,实现“即插即用”。
AI超脑识别技术基于深度学习算法,研发物种图像识别模型与鸟类声纹数据库,能自动识别1000+鸟类、500+哺乳动物,准确率达90%以上,比传统人工识别效率提升20倍。
南创科技智慧监测云平台,如同生物多样性保护的“生态大脑”,实现数据从“碎片化”到“一体化”的转变。
平台具备全量数据整合能力,支持红外图像、声纹数据、水质指标、气象参数等多类型数据接入,通过数据中台进行格式标准化处理,建立统一的生态数据库。
在可视化智能分析方面,平台搭载可视化大屏,以柱状图、折线D热力图等形式呈现物种分布、活动节律、生态变化趋势。
随着《生物多样性保护重大工程实施方案(2025—2030年)》的落实,中央财政设立生物多样性保护专项资金,各个省份也出台了相应的指导政策和行动计划,对采用新技术、新方法的企业给予专项补贴与税收优惠。
未来,生物多样性监测将呈现三大趋势:技术深度融合、监测网络普惠共享、可持续利用导向。
针对生物多样性优先区、重点生态功能区、生态脆弱区等不同区域,将明确差异化保护目标和任务。同时,以利用促保护,推进可持续利用试点示范。
从上海到无锡,从武汉到丽水,技术的力量正让城市生物多样性保护变得更加精准、高效。随着《生物多样性保护重大工程实施方案(2025—2030年)》的深入推进,我国城市生物多样性保护将迎来更加智能化的未来。
飞驰在林间的智能监测设备,闪烁在服务器上的数据流,正悄然编织着一张更加细密、高效的生物多样性保护网,守护着城市中每一个生命的脉动。返回搜狐,查看更多