生态监测技术:从人工蹲点到天地组网,我们摸清了自然多少家底
前两年跟着科学院的朋友跑过一次横断山区的监测线,七天走了一百多公里,住帐篷喝山泉水,咬了二十多个蚊子包,回来半个月腿上的痒都没消。那时候用的还是老一套样方调查法,拉着皮尺蹲在草里数灌木,一天下来记录本写了小半本,腰酸背痛直不起腰。那叫一个苦。
以前的生态监测,就是典型的“盲人摸象”
早几十年,全靠人跑。你要数一片山里有多少棵树,得隔着几公里设一个样方,数完了推整个区域的数量,误差多大?赶上地形复杂的,比如喀斯特的溶洞,或者密不透风的原始林,样方都设不进去,只能瞎猜。
标记重捕法更麻烦,抓动物放标记,过半个月再抓,算种群数量,赶上胆小怕人的濒危物种,抓都抓不到,最后数据全靠估。九十年代调查华南虎,整个南方山区蹲了好几年,也就找到几个脚印几撮毛,到现在有没有野生种群都没说死,很大一部分原因就是当年没好用的技术,摸不清全貌。
九十年代野外生态监测人工记录样方数据
说实话,那时候拿到的数据,只能说大概知道这片地方有什么,具体有多少,变化趋势是什么,全靠经验猜,没个准数。
新技术砸进来之后,整个活法都变了
现在最惊艳我的,就是环境DNA(eDNA)技术。真的绝了。你要查一条河里有没有濒危鱼,不用撒网不用电鱼,就在上游中游下游各舀一升水,带回去滤出DNA测序,就能知道这里有多少种鱼,有没有国家保护物种,连躲在深潭里半年没露面的都能查出来,完全不会打扰到它们。
我去年听一个做长江江豚监测的朋友说,现在走船沿途舀水,就能算出一段江里大概有多少头江豚,比以前开船追着找省了八成力气,准确率还高了不少。
还有现在主流的天地空一体化生态监测网络,国家好多重点生态功能区都已经铺上了。卫星从天上拍,能看到整个区域的植被变化,哪片草场退化了,哪片树林长起来了,一个月更一次数据,比人跑一年测的都全。无人机巡山,查非法采矿,找偷猎陷阱,一天能跑几百平方公里,放在以前人要走一个月。地面还有各种传感器,实时测土壤湿度、空气污染物、二氧化碳排放,数据直接5G传到后台,不用人隔几个月跑去冰天雪地里取存储卡。
三江源天地空一体化生态监测现场作业图
不过话说回来,新技术也不是万能的。也有闹笑话的时候。我之前看某地的红外监测数据,AI把一头走错路的家牛认成了黑犀牛,搞出好大一个乌龙,最后还是人工逐张核对才发现错了,白忙活了大半个月。
生态监测技术的下半场,要解决的还是实打实的老问题
生态监测技术的下半场,要解决的还是实打实的老问题
第一个问题,数据不通。现在环保、林业、农业、水利都在做监测,各有各的标准,各有各的封闭平台,你测你的水质,我测我的植被,数据放一块对不上,想整合起来做全局分析难死个人。好多地方花了大几千万铺了设备,最后数据躺在各个系统里睡大觉,用不起来,太可惜。
第二个问题,成本还是太高。一套高性能的长续航红外相机大几千,一个全天候多参数传感器上万,基层的林站、小规模的自然保护点哪有那么多经费铺开?好多偏远的保护区,现在还是靠护林员人工巡山记录,没办法全面监测。
第三个问题,关键技术还有短板。比如刚才说的eDNA,现在定性很准,你说这里有没有这个物种,一测一个准,但要准确说出有多少只,误差还是能到百分之三四十,还是要结合传统方法补数据,好多科研团队现在都在啃这块硬骨头。
搞生态监测这么多年,我们最终的目的到底是什么?不是攒一堆漂亮数据发顶刊,是要摸清楚我们国家的生态家底,知道哪里病了,病得有多严重,治理之后有没有好起来对吧?
前几年去塞罕坝,看他们从1962年建场开始,一直到现在的连续监测数据,一页页翻过来,森林覆盖率从11.4%涨到82%,野生生物从几百种涨到一千多种,每一个数字都是实打实的变化。以前是监测人一步步量出来的,现在是新技术一天天织出来的。
这些数据不是冷冰冰的,是真的能改变东西的。比如哪里的湿地退化了,监测数据出来,马上就能启动退耕还湿,过个三五年再监测,就能看到水鸟又回来了。这种实实在在的改变,比什么都强。
未来呢?我挺看好的。现在AI识别的准确率越来越高,eDNA的测序成本几年降了九成,再过个十年八年,说不定普通人出去玩,舀一瓶溪水就能测测这里有什么物种,全民都能参与生态监测。那时候我们的生态监测网,才是真的织密了。对吧?