遙感監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析、人工智能決策……創(chuàng)新驅(qū)動國家公園治理變革
今年是我國啟動國家公園體制改革10周年。
截至今年7月,大熊貓國家公園已實現(xiàn)13個大熊貓局域種群棲息地連通,我國野生大熊貓總數(shù)量恢復(fù)到約1900只;東北虎豹國家公園暢通野生動物遷徙通道,建成現(xiàn)代化智能化的“天空地”一體化監(jiān)測體系,可實現(xiàn)對東北虎、東北豹的全天候、全區(qū)域動態(tài)監(jiān)測、精準定位、人虎沖突預(yù)警和高效管理,東北虎、東北豹數(shù)量分別從試點之初的27只、42只增長到70只、80只左右;武夷山國家公園將江西省武夷山區(qū)域納入保護范圍,福建、江西兩省一體化開展生態(tài)系統(tǒng)保護修復(fù),新發(fā)現(xiàn)雨神角蟾等多個新物種,黃腹角雉數(shù)量保持在1000只左右……
野生動物數(shù)量增長與生態(tài)活力提升的背后是我國國家公園十年來在體制機制改革、生態(tài)保護體系構(gòu)建上的持續(xù)發(fā)力,以及科技創(chuàng)新的深度賦能。從科學(xué)劃定保護范圍、完善保護管理制度,到推動跨區(qū)域協(xié)同保護、強化生態(tài)修復(fù)力度,國家公園為野生動物營造了穩(wěn)定適宜的生存家園。
國家公園建設(shè)正經(jīng)歷從傳統(tǒng)保護模式向人、自然、社區(qū)協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)變,在此過程中,科技成為關(guān)鍵一環(huán)。從遙感監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析到人工智能識別、數(shù)智化決策……一場以科技創(chuàng)新為驅(qū)動力的國家公園治理變革已然開啟。
織就監(jiān)測網(wǎng),守護生態(tài)本底
“看!又出現(xiàn)了,是一只成年健康個體!”近日,在位于四川廣元的大熊貓國家公園唐家河片區(qū)魏壩保護站,巡護員們盯著紅外相機,難掩驚喜和激動。鏡頭里,一只成年大熊貓悠然踱步,毛色光亮,步伐穩(wěn)健。
唐家河大白包區(qū)域曾經(jīng)一整年也難拍到幾張野生大熊貓照片,如今一個月就能記錄數(shù)次野生大熊貓的萌態(tài)。
近年來,大熊貓國家公園四川片區(qū)劃定106個管理網(wǎng)格、布設(shè)固定巡護樣線663條,在國內(nèi)首次利用局域網(wǎng)結(jié)合超短波傳輸和大熊貓“貓臉”識別技術(shù),實現(xiàn)野外影像實時回傳。2024年,四川片區(qū)共布設(shè)紅外相機3871臺,監(jiān)測到野生大熊貓影像3870余次、數(shù)據(jù)總量達20萬條。
“國家公園的精細管理和可持續(xù)發(fā)展離不開可靠的監(jiān)測和預(yù)警機制,自然和人為的突發(fā)事件發(fā)生具有時空偶然性和高破壞性,需要對可能的隱患進行監(jiān)測分析和提前預(yù)警。”中國科學(xué)院院士、中國工程院院士、武漢大學(xué)教授李德仁介紹,特別是在偏遠區(qū)域斷電、斷網(wǎng)、斷路情況下,“天空地”遙感的安全監(jiān)測與突發(fā)事件應(yīng)對是國家公園管理剛需。
2022年3月,國家林業(yè)和草原局、國家發(fā)展改革委、財政部、自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合印發(fā)《國家公園等自然保護地建設(shè)及野生動植物保護重大工程建設(shè)規(guī)劃(2021—2035年)》,明確提出要運用有線無線融合網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、紅外相機等技術(shù)手段,結(jié)合遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),構(gòu)建覆蓋森林、草原、河湖等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)的“天空地”一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
在此背景下,各個國家公園紛紛出手,在監(jiān)測手段上不斷加碼,將園內(nèi)生物多樣性、環(huán)境要素等動態(tài)納入統(tǒng)一監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),為生態(tài)系統(tǒng)的保護管理提供必要數(shù)據(jù)支撐。
過去,東北虎豹國家公園同樣面臨因監(jiān)測手段落后而導(dǎo)致生物多樣性本底數(shù)據(jù)缺失的問題。“天空地”一體化監(jiān)測系統(tǒng)開通運行后,這一難題得到有效解決。
“目前我們建了95個基站,布了近2.8萬臺紅外相機,靠700兆赫廣電專網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時回傳,虎、豹物種識別已初見成效。”東北虎豹國家公園管理局科研監(jiān)測處處長王巍告訴記者,“今年我們啟動的長視頻監(jiān)測技術(shù)讓監(jiān)測精度再升級,普通紅外相機耗電快、拍得短,而長視頻設(shè)備用直流供電,能夜視還能熱成像。”
在武夷山國家公園(江西片區(qū)),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、天空地一體化系統(tǒng)的引入,不僅實現(xiàn)了對園內(nèi)自然資源的全方位監(jiān)測保護,更在通信信號無法覆蓋的區(qū)域,保障了巡檢人員的安全。同時,依托無人機等高科技設(shè)備,武夷山國家公園(江西片區(qū))還進一步加大了資源管護力度和執(zhí)法強度,嚴厲打擊亂砍濫伐、非法狩獵等破壞生態(tài)的違法行為。
升級管理體系,夯實保護基石
“叮!監(jiān)測到東北虎進入琿春市(梨樹溝)鎮(zhèn)周邊3公里預(yù)警區(qū),請立即通知村民避讓。”在東北虎豹國家公園琿春市管護中心值班室里,預(yù)警信息通過系統(tǒng)彈窗和短信同步發(fā)送到一線巡護員手機上。
王巍告訴記者,自園內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)開通運行以來,監(jiān)測數(shù)據(jù)不斷增多,為減輕人工辨認壓力,東北虎豹國家公園管理局聯(lián)合吉視傳媒股份有限公司及北京師范大學(xué)等單位,建立起包含虎豹獨特花紋的個體庫,通過AI深度學(xué)習(xí)算法開展個體自動識別。這一算法能在東北虎、東北豹物種識別率超90%的基礎(chǔ)上,提升虎、豹個體識別率,讓園內(nèi)管理人員更好地把握野生動物的活動規(guī)律。
監(jiān)測體系的完善解決了“看得見”的問題,但海量數(shù)據(jù)如何服務(wù)管理決策,成為新的挑戰(zhàn)。這意味著在國家公園的管理過程中,科技不僅僅是單一的監(jiān)測工具,還升級為驅(qū)動變革的智慧內(nèi)核。
一臺帶有衛(wèi)星定位的呼叫機,一臺加載了北斗芯片的平板終端和一個加載北斗系統(tǒng)的腕表,再加上水、餅干等食物……8月25日,武夷山國家公園(江西片區(qū))巡檢員們背上貯備包開始了一天的巡檢工作。
“傳統(tǒng)森林巡護依靠人工分散作業(yè),缺少科學(xué)巡護規(guī)劃,隨意性大,護林效果不佳。”武夷山國家公園福建管理局生態(tài)保護修復(fù)處工作人員說。為此,他們開發(fā)了“巡檢助手”App,它不僅可以實時定位,還實現(xiàn)了一鍵拍攝取證、無人機巡護等功能。
“巡檢助手”App的成功應(yīng)用是武夷山國家公園運用數(shù)字技術(shù)提升監(jiān)管水平的一個縮影。在武夷山國家公園智慧管理中心大屏幕上,公園范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境、生物資源、巡護執(zhí)法、森林覆蓋率等信息,一目了然。智慧管理中心是武夷山國家公園的“智慧大腦”,其綜合運用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星遙感、無人機等信息技術(shù),對園內(nèi)訪客活動、生態(tài)環(huán)境、生物資源等實現(xiàn)全方位監(jiān)管,為守護武夷山世界文化與自然遺產(chǎn)提供了強大支持。
在三江源國家公園,物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測及數(shù)智化決策平臺的建設(shè)正逐步破解傳統(tǒng)監(jiān)測方法數(shù)據(jù)獲取滯后、人工成本高等諸多局限。“我們這個平臺不僅能做到對公園內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)要素的連續(xù)、高效智慧化監(jiān)測,還能通過云計算和人工智能技術(shù),對海量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時分析、預(yù)警和智能預(yù)測。”青海大學(xué)省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點實驗室主任趙新全說。
趙新全表示,該平臺以三江源國家公園為重點區(qū)域,建立了高密度、智能化的傳感器網(wǎng)絡(luò),可精確捕捉生態(tài)系統(tǒng)的微觀變化。同時平臺開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)智能分析模型,還可對園內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的未來變化進行科學(xué)預(yù)測和情景模擬,為生態(tài)保護和管理決策提供科學(xué)支撐。
賦能社區(qū)守護,共享綠色生態(tài)
動物棲息地的保護很重要,這里的人,尤其是原住居民,在國家公園建設(shè)向社區(qū)協(xié)同發(fā)展的轉(zhuǎn)變過程中同樣關(guān)鍵。
落衣溝是大熊貓國家公園唐家河片區(qū)一般控制區(qū)里唯一的行政村,村民和大熊貓做了40多年鄰居,日子卻不是一直這么順。1978年,為保護大熊貓和森林,唐家河從伐木場變成省級自然保護區(qū)。1983年起,部分住在保護區(qū)的村民搬到落衣溝,給野生動物騰地方。可搬過來后,人多地少,又不讓砍樹,光靠種地,錢袋子鼓不起來。轉(zhuǎn)機在唐家河提檔為大熊貓國家公園后。
“農(nóng)家樂生意越來越好。”落衣溝村支書楊勇說。他是這里第一批吃上“旅游飯”的人。楊勇家的農(nóng)家樂有標準間、山景房、家庭套房等諸多房型,均價百元,去年農(nóng)家樂全年收入超過了10萬元。“下山發(fā)展,不打擾野生動物,人更安全,錢也更好掙。”楊勇說。
在第三屆國家公園論壇上,國家林業(yè)和草原局清華大學(xué)國家公園研究院院長楊銳表示,“十五五”時期我國國家公園的建設(shè)重點首先要鞏固生態(tài)保護成效;其次,要大力推進國家公園的全民共建、共享,包括高質(zhì)量建設(shè)國家公園入口、訪客中心、標識等基礎(chǔ)設(shè)施。
改變同樣發(fā)生在海南熱帶雨林國家公園。2020年底,園內(nèi)鸚哥嶺腹地高峰村的118戶村民搬出大山,住進毗鄰縣城的牙叉鎮(zhèn)新高峰村,開啟了從“深山守林人”到“生態(tài)新村民”的蛻變。當?shù)赝ㄟ^“政府+企業(yè)+村集體經(jīng)濟+農(nóng)戶”的產(chǎn)業(yè)模式,動員村民投工投勞建設(shè)菌菇瓜菜輪作種植基地,短短幾年間,新高峰村集體經(jīng)濟收入就已突破百萬元。“搬出大山不是丟了根,是把根扎進了更旺的綠地里。”曾經(jīng)的駐村書記古海說。
武夷山國家公園研究院首席專家蘭思仁告訴記者,該院此前開展的一項參與式荒野制圖的研究,納入了當?shù)厣鐓^(qū)和訪客的視角,繪制了國內(nèi)首張荒野感知地圖。在相關(guān)調(diào)查研究過程中,他感受到當?shù)厣鐓^(qū)居民對國家公園的支持和理解。
蘭思仁認為,推進“環(huán)武夷山國家公園保護發(fā)展帶”建設(shè),既促進了周邊區(qū)域共同發(fā)展,也給社區(qū)帶來了正向激勵。“當然,建設(shè)過程中可能會因為區(qū)位和資源差異等,出現(xiàn)一些矛盾,也還需時間慢慢磨合,并通過宣傳、解說等方式進一步凝聚人心。這里既是屬于全民的國家公園,也是社區(qū)民眾的家園。”蘭思仁說。
此外,在第三屆國家公園論壇上發(fā)布的《國家公園監(jiān)測體系建設(shè)方案》,以科技融合的視角,回答了“未來如何建好國家公園”的問題。該方案提出要運用最新的科研技術(shù)成果,實現(xiàn)國家公園重點區(qū)域野生動物常態(tài)化精準識別和實時感知,更好服務(wù)于保護修復(fù)、在線監(jiān)管、公眾服務(wù)等工作。
東北虎豹國家公園管理局綜合業(yè)務(wù)處處長陳曉才認為,國家公園的建設(shè)離不開科技支撐。“在后續(xù)東北虎豹國家公園管理條例、管理辦法和規(guī)章制度的制定過程中,我們都會嵌入科技條款。例如在科研監(jiān)測體系建設(shè)方面,會建成統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)平臺,與地方政府共享科研監(jiān)測成果,協(xié)同管控人獸沖突。”陳曉才說。
在國家公園建設(shè)從筑牢生態(tài)屏障,向?qū)崿F(xiàn)全民共享轉(zhuǎn)變的過程中,只有充分把握科技的“硬”支撐作用,才能真正完成從隔離守護到共生繁榮的跨越,書寫人與自然和諧共生的新治理哲學(xué)。
編輯:liqing
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