【當前熱聞】探訪黃河三角洲東方白鸛之鄉，AI如何助力候鳥保護？

5月下旬，黃河三角洲自然保護區內水草豐茂，聚集于此的鳥兒忙著育兒、覓食、休憩，一望無際的濕地景觀令來自都市的人們暫時忘記了日常喧囂，沉浸到獨特的濕地生態群落氛圍之中。

小心翼翼地走到路邊一處東方白鸛觀測點，遠遠地觀察一根根高壓電線桿上東方白鸛用樹枝搭建的巢。平緩濕地上矗立的高桿，被這種氣質不凡的珍稀鳥類用來替代高大喬木，作為繁衍后代的家的牢固基座。東方白鸛鳥巢寬度最大可達2米，成鳥站在巢旁眺望，從容不凡，有些巢內的幼鳥也會站起來張望，離巢翱翔的日子不遠了。攝影師在草叢中架好機器，專注拍攝珍貴的影像，突然，一只東方白鸛展翅起飛，時而加速高飛，時而向低處滑翔，攝影師一陣陣克制的驚嘆。

(相關資料圖)

東方白鸛是國家一級保護動物，習慣涉水覓食，捕食小魚、蛙類和昆蟲。2月到7月，它們集群到黃河三角洲繁育后代。在這片遼闊的鳥類家園，數百萬只鳥的棲息地，候鳥在大洲大洋間不斷遷徙的澎湃生命故事，在那一瞬間呈現在東方白鸛的飛羽間，引人思考如何與鳥類、與自然和諧相處。六五環境日到來之際，這份思考對于普通市民和游客而言彌足珍貴，對單凱和他的同事們而言，則意味著堅守和創新的責任。

“2003年，第一次記錄到一對東方白鸛在我們這里繁殖，當時沒有經驗，近距離觀察把它們給干擾了。”山東黃河三角洲國家級自然保護區管理委員會正高級工程師單凱1997年到保護區工作，他向第一財經回憶起東方白鸛初到保護區的情形，以及當年的教訓。2005年，終于又有兩對東方白鸛到來，單凱和同事采取了規范而嚴格的保護措施，“那兩對繁殖了7只雛鳥。僅2022年，黃河三角洲國家級自然保護區就記錄到152對東方白鸛繁殖成功，是東方白鸛在中國最大的自然繁殖地，保護區共記錄東方白鸛累計繁殖超過2000只，所以也被稱為中國東方白鸛之鄉。”作為黃河三角洲自然保護區成為東方白鸛之鄉的全程親歷者，單凱言語間滿是自豪。

2018年，東營市觀鳥協會提出將東方白鸛作為東營市市鳥的倡議，這一倡議最終被采納。在東營市墾利區溢洪河生態濕地此起彼伏的鳥鳴聲中，協會會長郭建三微笑著回憶起往事，他告訴第一財經，“據觀測，今年東方白鸛在保護區以外的繁殖數量有望達到100巢。觀鳥協會要發揮民間組織的獨特作用，聯合電力等部門，更好地保護東方白鸛。”

1997年到保護區工作后，單凱一直從事鳥類的保護和科研工作，東方白鸛種群不斷增大，他總結了兩個原因。“第一是濕地保護成效體現，特別是2003年以后，保護區陸續開展了多項濕地修復工程，濕地面積和質量明顯提升，這是最基本的原因。第二，我們采取了嚴格的保護措施，特別是在東方白鸛的繁殖季節，嚴禁人為干擾，給了東方白鸛安全的環境。”

保護區內東方白鸛的密度很高，第一財經記者在現場看到，電線桿上幾乎都有“房客”。電線桿不夠用，保護區就建起人工巢架，“立一根水泥桿，在上面搭建人工巢基座，吸引東方白鸛筑巢繁殖。”據單凱介紹，現在保護區內監測到的利用人工巢架繁殖的東方白鸛有42對，說明這一措施取得了較為顯著的效果。

候鳥保護是一項系統工程，高新科技如何助力保護與科研？作為黃河三角洲自然保護區的“明星”鳥類、東營市的市鳥，東方白鸛活動范圍大，白天和晚上活動習慣也不同，僅靠人工監測記錄，難度非常大。“如果利用高科技的力量，實施24小時不間斷監控，把東方白鸛的繁殖全過程記錄下來，對我們采取相應的措施還是非常有幫助的。”單凱說。

2022年，華為TECH4ALL數字包容項目團隊來到黃河三角洲自然保護區，通過“感知+5G+邊緣AI+華為云”的技術解決方案，助力保護區進行物種智能識別、數據統計、智慧分析、實時監控，為科研、監測、保護等提供了創新方法。高科技的參與，讓東方白鸛、黑嘴鷗等珍稀鳥類的保護工作有了更樂觀的前景。

六五環境日到來前，第一財經采訪拍攝團隊探訪黃河三角洲自然保護區，現場了解保護區的鳥類生存狀態、互花米草治理、科普教育以及運用科技手段開展保護與科研等情況。

高科技助力候鳥保護

黃河三角洲國家級自然保護區位于山東省東營市黃河入海口，面積達15.3萬公頃。黃河攜帶的大量泥沙沉積，世界上最年輕的濕地由此誕生并不斷拓展。自然保護區以保護河口濕地生態系統和珍稀瀕危鳥類為主要目標，每年遷徙、棲息的數百余萬只鳥，是這片濕地的過客，卻也是主人。正在申報世界自然遺產的中國黃（渤）海候鳥棲息地項目，黃河三角洲自然保護區即為提名地之一。

全球9條鳥類遷徙路線中，黃河口跨越東亞-澳大利西亞和環西太平洋兩條線路，是候鳥重要的遷徙中轉站、越冬地和繁殖地。據統計，黃河口自然保護區有鳥類373種，其中國家一級保護鳥類26種，國家二級保護鳥類65種，占中國重點保護鳥類的24%，有38種超過全球或鳥類遷徙路線上的1%數量，列入國際重要濕地名錄。

目前世界上有15種鶴，其中亞洲有9種，黃河三角洲自然保護區內就有丹頂鶴、白鶴等7種，是世界上鶴種類最為豐富的地區。這里的東方白鸛繁殖種群近200對，是中國最大的東方白鸛繁殖地，被中國野生動物保護協會授予“中國東方白鸛之鄉”稱號；黑嘴鷗繁殖種群超過1萬只，是世界三大黑嘴鷗繁殖地之一，也是“中國黑嘴鷗之鄉”。

保護區范圍之外，也有越來越多的鳥類家園。溢洪河生態濕地就是東營市觀鳥協會近兩年發現的位于城市生活污水處理廠區域的“生態寶地”，5月底，有40多種鳥類在這塊濕地棲息繁衍，水中小島裸露的泥灘上遍布鳥巢，能看到反嘴鷸、黑翅長腳鷸、普通燕鷗，以及斑嘴鴨、綠頭鴨、鳳頭??、小??等鳥類，鷺鳥種類也很多。生態環境越來越好，鳥類的生存空間也逐步拓展。“人鳥共家園是一個很美好的境界。大家經常說鳥語花香，鳥語靠的是大環境，只有大環境好了，鳥類才會到你身邊，與鳥相伴，生活的美好的境界，大家都可以理解。”郭建三說。

候鳥的種類和數量，以及覓食、繁殖等活動情況，都是鳥類監測調查的內容，也是濕地保護領域的重要數據信息。此前，保護區內數量巨大的鳥類都是被專業人員一只只“數”出來的。想要數清楚，需要長期積累的專業能力、多種野外觀察方法與科學的計算。如果能將監測識別鳥類的工作交給計算機來做，利用大數據和AI解放鳥類監測工作，鳥類保護與科研將得到大幅推進。第一財經記者現場探訪發現，在黃河三角洲自然保護區的水鳥保護及棲息地調查工作中，人工智能等科技手段已經成為不可或缺的力量。

近幾年，保護區運用互聯網、大數據、物聯網、遙感、雷達、無人機等科技手段，建設起“天空地一體化”的監測網絡，打造全方位的保護區監管體系。2022年，華為TECH4ALL數字包容團隊與保護區的合作讓這一體系再進一步。

在黃河三角洲生態監測中心的大屏幕上，第一財經記者看到實時監控記錄的鳥類活動場景。在黑嘴鷗親鳥呵護下活動覓食的雛鳥，看起來還有些笨拙，尤其可愛。現場工作人員介紹說，以前靠傳統人工方法發現和記錄這些場景很難，有了TECH4ALL項目， 收集、處理這些信息非常方便。工作人員調出此前拍攝的東方白鸛孵化幼鳥和集群覓食的畫面，以及從2003年到去年在保護區繁殖的幼鳥數量圖標，可視化信息呈現迅速而精確。

AI如何識別鳥類？

“目前信息化技術已經比較成熟，我們想這些技術是不是可以應用在鳥類保護領域，這是我們的需求，去跟華為談，一拍即合。”單凱表示，TECH4ALL生物多樣性監測項目是華為無償提供給黃河三角洲保護區的公益項目，目前運行穩定。

TECH4ALL數字包容項目由多方合作共同推進而來。作為項目合作方之一，創視智能科技（南京）有限公司執行董事魏標告訴第一財經，“我們公司從2017年開始做生物多樣性監測，而華為有強大的數字賦能的能力，我們結合保護區的需求，提供基于生物的AI識別，于是啟動了這個項目。”

談及參與生物多樣性保護監測項目的經歷，魏標感慨，以前“數鳥”是非常艱苦的工作，他特別欽佩單凱這樣長年堅守的科研工作者，“用AI技術加上動態分析，很好地減輕了科研人員的野外工作量，讓他們在辦公室就能完成原來必須在野外做的工作，對他們的幫助應該是很大的。”

2022年上半年，項目組經過多次溝通與考察確認了保護區的需求。“去年7月份立項，8月基本確認了整套實施方案的細節，采用了華為的攝像頭，高變倍低光照，能很好地捕捉到鳥類（影像數據）。9月開始實施，10月平臺上線，效率還是很高的，是全國范圍內第一個能在這么短時間內立項并上線的平臺。”

魏標告訴第一財經，TECH4ALL數字包容項目充分利用了5G傳輸技術，結合回傳數據搭建起生物多樣性監測平臺。“可以提取有效數據，轉化成相應的圖表，從而快速支撐保護區的工作。”魏標說，通過TECH4ALL平臺，“可以看到鳥類數據已經有了明顯遞增，現在我們識別到各種鳥類25000余次”。

從體長可達128厘米的東方白鸛，到30多厘米長的黑嘴鷗，鳥類形體差異極大。智能識別充分利用AI的多尺寸識別技術，“既可以捕捉到非常小像素的畫面內容，也可以捕捉1080P及以上像素的鳥類成像，進而加以AI分析。多尺寸識別是我們公司的核心技術”。魏標解讀智能識別與數據統計的難題與解決方案。

“我們依靠AI神經網絡算法和深度學習技術的融合，在保護區各位專家對鳥類識別技術的指導下，通過不斷迭代優化，大概用半年的時間把鳥類識別的精準度從原來的60%多提升到90%多，得到保護區認可，他們把項目成果也用在一些科研工作的數據支撐上。”魏標表示，通過AI監測，能識別到保護區東方白鸛“什么時候開始有數據，什么時候又沒有數據，實際上能反映出東方白鸛在整個遷徙過程中的種群狀態，這是在東方白鸛保護上的一個應用。”

展望技術與系統的發展趨勢，魏標說，AI的發展需要大量數據沉淀、數據應用，它在鳥類監測中的應用發展也是如此。“我們現在也在做大的模型，它可以分辨現有數據庫里的鳥類，也可以像人的大腦一樣去思考，就是知道這是鳥，但是不一定能叫上名字，AI的發展也會是這樣的過程。”

與人的認知過程類似，AI也將在鳥類識別領域經歷由點到線再到面的認知過程。“AI需要感知更大的區域，才能得到更全面的結論。比方說在我們現有的點位，大概能知道這個點位鳥類的習性，假如各個點位能穿成一條線，就能知道整個保護區鳥類種群的變化，假如能覆蓋全國，就能知道全國種群的變化。鳥類種群的變化，是反映生態環境變化的最直觀的指標之一。”魏標的解讀圍繞專業展開，道出科技助力生物多樣性保護的路徑和目標。

生物多樣性識別技術的成熟，也蘊藏著商業潛力，“當AI感知能力能滿足科研、機場、養殖等領域對數據要求的時候，商業價值是蠻大的，比方說機場，可以從原來的驅趕鳥轉變到保護鳥。”魏標表示，創視智能已經聯合華為推出了端云識別方案，可以應用在相機里，快速感知機場等處的鳥群情況。“我們公司的專長是AI分析，華為的基礎能力加上我們的AI能力，這個產品是非常完整、前沿的，又是全部國產化的，所以能迅速落地應用。”

數字包容助力可持續發展

單凱告訴第一財經，在保護區試點取得初步經驗的基礎上，希望鳥類識別、智慧監測的技術應用能向更大范圍推廣。“這個項目是用科技的力量來保護自然，也可以面向公眾進行社會教育，在很多領域都能發揮作用”。

除了黃河三角洲自然保護區以鳥類為主的生物多樣性監測項目，創視智能與華為還合作完成了2021年北京市生物多樣性監測項目，“使用華為的ModelArs架構，為北京市的生態環境監測提供了最底層的數據支撐”。此外，在海南的一座海島，雙方還合作完成了綠海龜監測保護項目，“利用綠海龜夜間上岸、趨光的習性，使用華為夜間全彩相機和我們的AI技術，只要海龜夜間上岸，我們都能監測保護，使海龜的產卵數量提高，項目已經得到了保護區的認可”。

生物多樣性保護是華為數字包容戰略的重點方向之一。4年前，華為提出數字包容戰略和倡議，“希望用數字技術助力聯合國可持續發展目標的實現”。華為中國戰略市場部品牌部部長周建國告訴第一財經，“我們重點關注森林、海洋、濕地這幾個重要的場景，一方面它們的生物多樣性非常豐富，同時也是降碳固碳的重要的陣地。”

他表示，在東營黃河三角洲自然保護區支持TECH4ALL生物多樣性監測項目，初心是希望用華為相對比較擅長的數字技術，解決生物多樣性保護的痛點，“比如數據采集，就可以通過攝像頭取代傳統的人力。我們在保護區現場看到的一些場景和展示，表明保護模式正在向數字化、智能化的方向演進。”

周建國希望以黃河三角洲自然保護區項目為示范，讓更多自然保護區和國家公園的保護工作走向數字化、智能化。他認為，生物多樣性監測還處于起步階段，目前數據量偏小，缺乏標準和頂層設計。“我們希望各方包括政府、行業、企業能夠共同推動標準化，建立起統一的規范。”

近年來，華為也參與了歐洲、南美洲和東南亞地區的多個生物多樣性保護項目，“比如說熱帶雨林的保護、北歐稀有物種的保護等，在生態保護領域，全球都在共同發力。對我們來說，對生態文明建設的認知會越來越深，會把它提到一個非常重要的位置。”周建國認為，在這一領域，中國有自己的獨特優勢，就是在數字技術領域包括數字基礎設施的建設和創新上面，目前走在全球前列。“隨著我們在數字技術、數字基礎設施上持續引領全球產業的發展，有希望把它們和生態文明建設、生態保護、生物多樣性保護高度結合起來，這將進一步推動我們走在更前面，能夠引領全球這一領域的發展。”

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