2019年，车八岭成为了全国首个全境全覆盖700兆网络的自然保护区。同时，通过人工智能识别，我们分辨出红外相机拍到的几万张照片都是哪些动物，准确率高达99％。在不打扰动物的前提下，拍到了这些国家重点保护物种…
出品：格致论道讲坛
以下内容为广东车八岭国家级自然保护区管理局局长束祖飞演讲实录：
大家好，我是束祖飞，来自广东车八岭国家级自然保护区。今天想跟大家分享如何让保护区变得更加智慧的故事。
▲1998年长江特大洪水
我出生在安徽无为，在中学时候的一个暑假，发生了1998年长江特大洪水灾害。看到了离家乡不远的村庄被淹没，我很震惊。当时我就在想，我以后要做自然保护，来守护家乡。
1999年，我来到安徽黄山林业学校的自然保护区资源管理专业学习，这个专业当时也是全国唯一的。
▲2002年，来到位于广东韶关的车八岭
2002年毕业后，我从安徽来到广东，乘着绿皮火车行驶一千多公里，又转了几次的客车，通过弯弯曲曲的盘山公路摇摇晃晃地来到了车八岭保护区。
▲左：住在博物馆里
右：保护区内的乡村面貌
车八岭位于广东最北的韶关市，在来之前我就想，广东是改革开放的前驱，发展得应该非常好。但是来到保护区后，我发现情况并非如此。我被安排住在博物馆的裙楼里，而且是两个同事住一间房。保护区离县城有45公里，每一周有一部小班车来回一次。我是每三四个月去才一次县城，买一点生活用品。初到此地，当地的语言也听不懂。右边的这张照片就是当时车八岭保护区核心区内村庄的面貌，可以很明显地看出并不发达。
因为我学的是自然保护区资源管理，所以被分配到资源管护科工作。管护科的主要工作任务是巡山护林，做好森林防火工作，以及协助做一些野外调查工作。
▲左：每年都要在野外工作100多天；
右：时不时还会遇到些「小伙伴」
在巡山的过程当中，我们也经常会遇到一些危险，比如说遇到胡蜂、蚂蟥还有毒蛇等。右边这张照片就是走在前面的两个同事不小心捅到了马蜂窝，前面两个人没事，后面的人遭殃了。我也是深受其害，被蜇了七八针。
在来车八岭之前，我在报纸上看到车八岭是华南虎最后出没的地方。车八岭有很多珍稀的野生动物，但是我来到车八岭10多年，很难看到大型或者中型的兽类。因为大中型兽类的嗅觉非常地灵敏，人类要靠近的时候，它远远地就溜掉了。
▲左：脚印
中：水鹿取食痕迹
右：粪便
在巡山的时候，我经常会看到一些动物的脚印以及它取食的痕迹，甚至还会看到很新鲜的粪便。但是看不到真的动物，更别说拍到它的照片了 。
我们只能在保护区博物馆里面拍到动物的标本。
终于看到了动物在野外的样貌
2014年，我被轮岗到了科研宣教科，我就先去仓库里面看了一下有什么设备。
我翻到了40台红外相机，而且分为3个型号。我们知道，红外相机可以安装在山上，只要有温血动物经过它的感应区，它就会根据动物跟环境之间的温差，触发自动拍照。
▲左：野猪 Sus scrofa
右：白鹇 Lophura nythemera
我当时就在博物馆后面的山上安装了红外相机。几天过后，就拍到了有野猪和白鹇的照片与视频。原来这些动物离我们的生活并不远，只不过我们很难去看到它。
在学会红外相机的安装和使用之后，我和两位同事一起沿着海拔梯度，也就是从最低的海拔到最高的海拔，从330米到1256米，这样的100米一段的高程进行布设。因为我之前从事了12年的资源巡护，所以对山里面的情况非常熟悉，布设相机的工作也就更容易进行。图中的蓝色的点就是我们布设红外相机的点。
我们找一些兽道来安装，尤其是高海拔的岩石区域。在2016年的时候，我们把红外相机装在树上，拍到了国家重点保护动物中华鬣羚。当时拍到的视频被央视新闻直播间报道，这对我们来说又是一个激励。因为这让全国人民都知道，车八岭仍然有中华鬣羚这种国家重点保护动物的存在，这也是在高海拔岩石区域第一次拍摄到它。
就这样，我们看到了很多的野生动物。但是沿着海拔梯度布设的相机相对集中，很多地方还是空白。我就在思考，如何知道整个保护区究竟有什么动物？它们分布在哪里？活动的情况怎么样？
▲2017-2018年，布置红外相机公里网格化全境监测
带着这个问题，我找到了中国科学院动物研究所的专家团队。在专家团队的指导下，我们在整个车八岭保护区设置公里网格化全境监测。在保护区里面设置了80个面积1平方公里的公里网，在区外周边设置[p] 20个1平方公里的公里网，一共有100个。区内跟区外对比，就能知道保护区里面的物种跟区外的物种它们的变化和活动有什么区别。
按照这样的方法，我们又购置了100台全新的红外相机。工作人员不仅有我们的同事，还招募了当地村民。在安装之前，要先培训，教他们怎么样安装和调试。安装现场有一根棍子，像右图这样，它高度是1米5，作用是确定红外相机拍摄的距离。
▲小麂的出现位置和活动时间
公里网的设置有什么作用？在2017年的时候，我们监测到了三有保护动物小麂的出现位置和活动状况。区内的网格的颜色越深，表示小麂在该网格里被拍到的次数越多，越浅则被拍到的次数越少，白色的网格表示没有拍到。由此，我们可以一目了然整个保护区的这些物种的分布以及活动情况。
我们把所有的工作人员和村民被划分成5组，每组负责20台相机，每隔三四个月更换一次电池和储存卡。取到储存卡后，还要进行数据分析。每一次都会获得几万张照片和视频，我们要逐一进行鉴定和统计，这个过程耗费了大量的时间。公里网里高山遍布，甚至没有路。所以每次取储存卡都要六七天的时间，每一组上山一天只能安装3到4个相机。
我们不怕艰苦，我们有比艰苦更多的收获。而最担心的是红外相机损坏，一旦损坏，几个月的数据都没有了，一直以来的努力和艰苦也就付之东流了。
建立智能分析平台
我就想，如果有一种实时上传的红外相机，能把数据直接传到云平台上，那不就迎刃而解了么。
▲700兆赫网络
我听说东北虎豹国家公园有一项700兆赫的实时传输的新技术，于是在2018年，我前往去东北虎豹公园进行学习，回来之后就在车八岭保护区建了4个这样的基站。
▲左：给红外相机装上无线实时上传的天线
右：700兆赫频段无线网络传输基站
这4个基站覆盖了整个车八岭保护区，让每个网格都有信号。我们又购置了100台有天线的红外相机，这样就可以将拍到的视频和照片通过网络传输到电脑上。2019年，车八岭保护区建成了全国自然保护区第一个全境全覆盖的700兆赫网络。
有了红外相机实时上传，也有了700兆赫的基站，我们还缺少能够自动分析和智能识别的云服务平台。于是，我们又找到了中国科学院计算机网络信息中心的专家团队，也就是今天我来到的这里。此时此刻，千里之外的车八岭保护区的野生动物视频和照片就正在往我们脚下这栋楼里传输。
我们跟网络中心进行了深度的合作，红外相机的视频照片传输到700兆赫网络，由700兆赫网络经过核心网传输到中国科学院计算机网络信息中心的中国科技云。云平台除了图像的实时上传和存储，更重要的是可以帮助我们实现智能识别和关联分析。
▲智能云服务：红外相片物种智能识别
比如像紫啸鸫和白鹇，这些物种拍到的次数比较多，识别率也就非常高，白鹇识别率达到了99%。这就减少我之前讲的取回来的几万张照片后鉴定统计的工作量。
除了可以识别照片，视频也可以被人工智能识别，准确率也达到了百分之九十多。这两个视频是同一个位置同一台相机拍到的不同物种。上面的视频是豹猫，下面的是食蟹獴。
识别之后，云平台会进行关联分析，对拍摄到物种的位置分布和活动时间等进行统计。这张图上显示的是2021年度豹猫在车八岭保护区的分布情况。左边的图可以看出豹猫出现区域范围，颜色比较深的格子就是拍到豹猫次数比较多的。蓝绿色的柱状图是豹猫月度活动时间，可以看出豹猫出现最多的是6月份。右下角的红色柱状图是日间活动表，每天早上5点和半夜的时候，豹猫出现率最高。这帮我们节省了很多的工作量。
发现鸳鸯繁殖的最南端
还有一个非常重要的在车八岭取得的成果。在2020年3月14日，实时传输的相机在车八岭保护区拍到了一对鸳鸯。
鸳鸯一直被认为只是在广东越冬而已，不会在此进行繁殖活动。在这之前，繁殖活动的范围最南端是在广西桂林、四川包括江西等地。我们发现这对鸳鸯之后，当天就在这个相机周边又增加了两台红外相机。
两个多月之后，我们发现另外两台相机拍到了一只雌鸳鸯带着三只小鸳鸯，这就足以证明鸳鸯在广东会进行繁殖。那么还有一只雄性的鸳鸯去哪里了？事实上，雄性鸳鸯把小鸳鸯孵出来之后就离开了，后面都是雌鸳鸯来带着这几只小鸳鸯宝宝的。
2021年，我们在【动物学杂志】上发表了鸳鸯在广东繁殖的新纪录，这也是我国大陆最南端的新纪录。
▲上：水鹿、小灵猫
下：黄腹角雉、海南鳽
在20年前，我只能看到水鹿的脚印、取食痕迹，还有它新鲜的粪便，却看不到它的真的照片。建成网格化的监测之后，终于拍到了水鹿的照片。
通过红外相机的网格化和实时传输技术，我们首次在车八岭保护区发现了小灵猫、黄腹角雉等国家重点保护物种的影像资料，还拍到了全球濒危的海南鳽。新技术和智能化管理，确实为保护区带来了很多美好的东西。
▲左：鸟类网格检测样线
右：鸟类声音自动监测
除了地面生活的温血动物，其他动物要如何监测呢？这些物种的情况是红外相机拍不到的。比如说在林冠层活动的林鸟，它不在地面附近活动，红外相机就拍不到。我们可以通过观鸟，以及记录鸟的鸣叫声音，再将手动获得的鸟类监测数据导入到云服务平台，云服务平台同样可以进行智能分析。
▲蜂类全境监测
除了鸟类，我们针对各个种类的昆虫，也有不同的监测方法。比如蜂类昆虫是采用芦苇制成的人工巢管来进行监测的。
▲左：蝴蝶全境监测
右：菌食昆虫全境监测
蝴蝶的监测采取了扫网的形式。右边的图片是正在进行菌食性昆虫的收集。
除了动物之外，我们还可以监测环境和植物。我们建了样地，进行树木的长期监测，还有水文的、土壤的、气象的以及林冠层的监测。这些都可以在云服务平台上进行分析和智能展示。
▲卫星遥感监测全境栖息地质量
我们还与中国科学院空天信息创新研究院合作 ，对车八岭保护区栖息地的关键时间节点进行监测分析，主要关注土地利用和人为活动的变化情况。2008年南方发生了冰雪灾害，很多高山上的树木全部被折断了，车八岭保护区减少了21万立方米的活立木蓄积量。通过这样的监测，到了2017年，我们看到车八岭的植被又恢复到冰灾前的样貌。
▲左：金斑喙凤蝶 Teinopalpus aureus
右：金叶含笑 Michelia foveolata Merr. ex Dandy
保护栖息地就是保护野生动物，很多野生动物跟植物之间是相互关系、相互依存的。比如左边是我国唯一的一级保护蝶类金斑喙凤蝶，也是世界八大名贵蝶之首。这只是雄性，是我们2015年在车八岭保护区拍的。它为什么能够出现在车八岭？通过调查，我们发现金斑喙凤蝶依赖寄主植物而生。在我们车八岭高山上就有它的寄主植物——木兰科的金叶含笑。这就是动物跟植物的相互依存。
记下保护区的美
如何能够让保护区变的更加智慧？关键就在于看得见、管得住。
现在，我们整个保护区「网络全覆盖」。兽类、鸟类、昆虫、植物、栖息地，每一层都有一张图，并集成、融合到「资源一张图」。我们要进一步开发「智慧云服务」，建设看得见、管得着的智慧保护区。
自从有了朋友圈过后，我的朋友圈里80%以上都在发布车八岭的美。
上面视频是在车八岭拍到的中华鬣羚。它颈部的长毛叫鬃毛，这也是鬣羚的主要特征之一。它在高山上活动，特别是在有些岩石的高山上经常会在夜间出现。
还有4K高清拍的豹猫。豹猫是很机灵的，它正在自拍，还在玩耍。这就是互不打扰的相逢。
回想到20年前我刚来车八岭的时候，这里没有网络信号，巡护工作只依赖于护林员的两条腿来完成。20年后，建成了天空地一体化的科研智能监测体系，车八岭保护区发生了非常大的变化。
现在保护区的工作重点也和20年前大不相同。20年前的工作重心是防止乱砍乱伐、偷盗林木和捕猎野生动物，而现在这些破坏行为已经减少。在2023年，车八岭被评为「中国生物圈保护区野生动物智能监测示范保护区」，今天的保护区需要有更多有技术、有追求、有情怀的年轻人。
但实际上，再智慧的保护区也需要坚守和传承。我们期待更多有情怀并且耐得住寂寞的有志青年加入车八岭保护区。
谢谢大家！
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