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意大利:实现可持续农业与生物多样性保护之间的微妙平衡

意大利的8处农业生态区部署了基于云和人工智能的声学监测系统,助力生物多样性保护

农业的集约化和工业化发展正在对全球生物多样性造成持续破坏。2021年,联合国环境规划署称,全球粮食系统是造成生物多样性丧失的主要原因,农业已导致2.8万个物种濒临灭绝。

虽然意大利是欧盟动植物物种数量和密度最高的国家,并且本地特有物种的比例非常高,但意大利也要应对生物多样性与农业之间的冲突。这一冲突近年来愈演愈烈,因为全球在不断追求降低粮食价格,这拉高了人类对粮食的总体需求,导致农业生产进一步扩张,给已然面临威胁的生态系统造成了更大的压力。

但其实,粮食系统与生物多样性应该是共生关系——要保证人类拥有足够的粮食,就必须确保自然生态系统的繁荣发展。

例如,多种多样的生物是土壤肥力的保障,也是农作物、牲畜和海洋生物的基因库。此外,生物多样性还能帮助农作物抵御病虫害。

生物多样性面临的任何威胁都会反过来危害人类自身的福祉和健康。

引人深思

世界自然基金会WWF也关注农业相关的问题,希望通过生态方法来改造生产系统,让大自然拥有更多空间,加大有机农业系统的使用,并研究杀虫剂的使用情况。乡村生态系统很宝贵,包含很多保护物种,如红背伯劳,以及雀形目鸟类和猛禽类等许多与这些栖息地密切相关的物种。随着农业实践的变迁,这些物种正在不断减少,导致乡村景观衰败和昆虫数量减少。这意味着筑巢地点和幼鸟可用的食物越来越少。

Red-backed shrike

红背伯劳 (Red-backed shrike)

生态系统的保护极具挑战,因为严重缺乏相关物种的数据。一般物种监测通常由资深鸟类专家通过人工标注监测点来实现。这些专家需要具备从众多鸟叫声中识别出鸟的类别的能力。然而,能做好这项工作的专家很少,而他们获得的报酬也很低。此外,每位专家一次只能监测一个地方,而人保持高度专注的时间是有限的,超过一段时间后注意力就会分散,导致漏听某个特定时间段的鸟叫声。此外,由于经验和能力差异,不同的专家给出的结果也不尽相同,有些专家能力更强,可能比其他人能识别出更多的物种,且准确性更高。这些不确定性都可归为人为因素。从统计的角度来看,这会让数据分析变得非常复杂,这意味着确定物种减少的原因可能也极具困难且充满不确定性。

再次携手

世界自然基金会(WWF)、雨林保护组织RFCx和华为再度携手,开展了一项新的农业生态保护项目,希望在可持续农业和生物多样性保护之间实现平衡。

该项目为期12个月,将在意大利的8处WWF绿洲自然保护区部署未联网的RFCx AudioMoth边缘设备,用于不间断地录制环境声音,这些保护区包括:Valle dello Sporeggio (特伦托)、Bosco di Vanzago(米兰)、Ghirardi(帕尔马) 、Ripabianca di Jesi(安科纳)、Calanchi di Atri(泰拉莫)、Lake Penne(佩斯卡拉)、Monte Sant'Elia(塔兰托)、Lake Preola and Gorghi Tondi(特拉帕尼)。这几处保护区分布在意大利各处,从阿尔卑斯山一直延伸到西西里岛,包括苹果园、葡萄园、橄榄园、柑橘园、麦田、谷物及蔬菜种植地。每个绿洲内部署三个设备,绿洲外围也部署三个设备,这样就可以将保护地内部和外部收集到数据进行平行比较。

Gigabit Optical Network,Dragon Fruit

其中的一个农业生态区

AudioMoth设备可以全天候录制环境声音,包括濒危动物发出的声音。设备收集的海量数据将汇总到RFCx Arbimon云平台上,由经过训练的人工智能模型进行分析,以识别特定声音。由此可以洞察到大量传统人工分析无法获取的数据,这些数据将用于研究农业生态系统的生物多样性特征和趋势,包括不同耕种方式与自然保护之间的关系,为未来的最佳实践提供指导。

Gigabit Optical Network,Dragon Fruit

在个目标保护区安装AudioMoth设备

保护初见成效

到目前为止,该项目已经部署了48台设备,它们可以长时间工作,收集了大量的录音文件,高达12万条录音,共计2,000个小时的音频。这个数据量远远超出之前能够想象的采用常规的人工方式所采集的量。

  • 12万条

    录音

  • 2,000小时

    音频数据

该项目共有15名成员,包括工作人员和志愿者,其中有四个鸟类学家。通过最优秀的鸟类学家训练的人工智能技术的使用, 可以提高这些设备识别大量物种的能力.。这意味着将有可能极其精确地勘测部分乡村环境中存在的大量物种。这些物种生活在有机农业生态中,已被纳入世界自然基金会绿洲的保护范围。这样就能将它们与周边环境中的生物多样性进行比较。

科学的保护方法需要优质的数据才能达成预期效果,技术可以发挥巨大作用,可以用来分析自然界正在发生的事,并精确地防范风险,保护生物多样性。

数字设备的使用,让定期自动声音采集成为现实。可以说,数字设备是专家耳朵的延伸,能同时收集众多地点的大量录音。Silvia Scozzafava
世界自然基金会意大利分会,粮食和农业项目高级顾问

我们与华为和RFCx再度合作,携手进行生物声学考察,考察对象包括通过有机方法管理的WWF绿洲保护区内的农业区,以及通过传统方法管理的邻近农业区。我们将基于考察结果比较两类地区的生物多样性,以识别最佳实践,确保未来农业能够在满足自然和人类需求的同时实现可持续发展。Benedetta Flammini
WWF意大利营销传播总监

与WWF的Food4Future倡议一样,这项新的农业生态保护项目希望引导国际社会建立有韧性、可持续、更包容、更健康的粮食供应系统。目前的耕种方式严重影响了环境和生物多样性,而无节制使用除草剂、杀菌剂和杀虫剂的做法也持续危害着人类的健康。 王青
意大利华为CEO