人工智能使科学家能够监测农业对生物多样性的影响
科学家们将在未来四年内使用自动化野生动物传感器和人工智能(AI)来证明农业环境和泥炭地恢复计划在改善生物多样性方面的有效性。
英国生态与水文中心 (UKCEH) 将在全国各地的农场部署太阳能生物多样性监测站，其中包括相机“陷阱”和声学记录设备，以监测昆虫、鸟类、两栖动物、蝙蝠和小型哺乳动物的存在。
农场将设立站点，采取减少排放、增加碳捕获和支持野生动物的做法，例如农林业和野花干草草地。监测站将放置在农场内有或没有农业环境措施的区域，并将用于衡量这些计划对物种种群的影响。它们还将位于退化的泥炭地地区，以比较仍然排水用于农业用途的农场和附近正在重新湿润以提供支持生物多样性和吸收大气中二氧化碳的湿地栖息地的物种种群。
然后，研究人员将使用人工智能软件从照片或叫声录音中识别物种。
这项研究是AgZero+的一部分，AgZero+ 是一项由 UKCEH 领导的雄心勃勃的五年研究计划，支持英国向可持续、碳中和并对自然产生积极影响的国内粮食生产转型。
负责该项目的 UKCEH 教授理查德·皮韦尔 (Richard Pywell) 解释说，监测研究将建立在该研究所的长期研究的基础上，该研究表明，留出一些土地用于农业环境措施对生物多样性有积极影响，并且不会影响农作物的总体产量。
“越来越多的证据表明，英国和世界各地许多昆虫、鸟类和哺乳动物的数量正在急剧下降，而这一变化的关键驱动因素是农业集约化，”他说。
“利用最新技术，我们将监测具有不同作物和土地管理实践的农场的物种，以展示一系列农业系统和农业环境措施如何影响人口。我们的监测将为可持续土地管理政策和实践提供科学证据，这对生物多样性产生积极影响，减缓气候变化，同时提高作物产量。”
最初，今年夏天在 10 个地点设立了自动化站，这些自动化站配备了吸引飞蛾的照明和捕捉图像的高分辨率摄像头，以便随后通过人工智能进行识别，每个地点有两个站。这项研究将在多塞特郡、威尔特郡、牛津郡和北安普敦郡的四对农场进行，比较农业环境计划和剑桥郡的两个泥炭地的影响，一个正在耕种，另一个正在恢复。
飞蛾及其毛毛虫是生态系统的重要组成部分，是鸟类、蝙蝠和其他小型哺乳动物以及两栖动物的食物来源，也是生物多样性和栖息地质量的极好指标。飞蛾也是许多花卉的重要传粉者，但报道不足。
从明年开始，这些站还将配备声学设备来记录蝙蝠、鸟类、两栖动物和小型哺乳动物的叫声，然后通过人工智能进行识别。
UKCEH 每年将在英格兰各地的其他地点重新部署自动监测站，并于 2024 年、2025 年和 2026 年 3 月至 10 月期间投入运行。
UKCEH 的计算生态学家 Tom August 博士负责监督自动化生物多样性监测站的部署，他解释说：“新的传感器和人工智能技术正在改变生态学家监测生物多样性的方式。采用太阳能的自动化生物多样性监测站使我们能够在偏远地区全天候监测野生动物，而无需在现场，而人工智能技术使我们能够比人类更快地处理它们产生的数千张图像和记录。”
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