雪豹家族兴旺、白臀鹿数量超千只、美丽纽藓等新物种不断现身……大通北川河源区国家级自然保护区(以下简称“北川河源区”)生态“家底”愈发厚实。
北川河源区是青海省会西宁市唯一的国家级自然保护区。近年来,保护区构建了由卫星遥感、无人机、野保相机和地面传感器等组成的“天空地人”一体化监测体系,为生态环境保护提供科学支撑。
今年,是西宁市大通回族土族自治县成立40周年,科技日报记者日前走进占大通县国土面积近三分之一的北川河源区,探寻科技赋能生态保护的密码。
感知网络监测环境
“北川河源区总面积10.7万公顷,但常驻一线的管护人员仅15人,且大部分区域无网络信号。”北川河源区管理局办公室主任张梅坦言,过去,很难实时掌握野生动物活动及人为干扰情况。
为破解这一难题,北川河源区构建了集成卫星遥感宏观扫描、无人机空中巡护、地面野保相机与传感器定点监测等多维技术的“天空地人”一体化监测体系,实现了对重点区域全天候、立体化的智慧感知。其中,卫星遥感为宏观层面的生态监测装上“千里眼”,无人机可以抵达人力难以企及的地方实施生态环境监测。此前,北川河源区工作人员就利用无人机,在悬崖上拍摄到国家一级重点保护野生动物金雕照顾雏鸟的影像资料。
野保相机在地面精准捕捉生物活动状况,并识别相关物种。在北川河源区管理局,工程师向记者展示了近期捕捉到的多段影像:麻雀在林地觅食;雪豹悠然翘尾,穿行于保护区腹地……这些画面均来自布设在生态廊道内的野保相机。张梅说:“与传统红外相机不同,即便在没有网络信号支撑的偏远区域,野保相机也能通过自组网等技术,将数据实时回传至监测平台。”
在北川河源区管理局,记者看到一段野保相机拍摄的画面中,一只布满斑点的兽类被自动标注为“雪豹0.96”。“这意味着智能识别系统判定其为雪豹的置信度高达96%。”张梅说,北川河源区管理局已初步开发出智能识别系统。其通过深度学习模型,提取动物关键特征后进行精准识别,目前可辨别雪豹、岩羊、马鹿、野牦牛、兔狲等物种。“虽然目前仍在起步阶段,但通过持续深度学习,智能识别系统未来有望能实现从‘物种识别’到‘个体识别’的跨越。”张梅说。
保护生态环境除了要有先进的技术,还要充分发挥人的作用。在管理体系上,北川河源区管理局下设宝库、东峡、青林、牛场四大管护中心及若干管护点,形成三级联动机制。管护人员徒步、骑马或驾乘车辆开展巡护,所有轨迹与频次均接入监测体系。
当管护人员发现陌生植物需要上报时,只需打开手机,利用高原巡护App即可快速完成。张梅介绍,App支持无网络环境下的导航与视频通话,其内置的“拍照识花”功能,可便捷识别陌生植物,极大提升了管护人员的野外工作效率。
除生物监测外,北川河源区还布设了3套水文设备,持续监测宝库河等主要河流的水质、水深与流速变化;5套气象监测站全天候记录空气温湿度与风速等指标;草原碳汇监测系统则依据植物物候变化,分析总初级生产力及净生态系统碳交换量,为生态评估提供坚实的数据底座。
得益于全方位的监测和保护,截至目前,北川河源区天然林覆盖率由2011年的65.44%提升至69.14%;天然草地植被盖度从2015年的61.4%增至62.76%;野生动物资源达223种、野生植物资源达628种,区域生态环境呈现全面向好的发展态势。
专项调查摸清资源
监测体系提供了海量基础数据,但要真正摸清生态“家底”,还需针对不同类群开展专项调查。近年来,北川河源区同步推进多类群专项调查,成果丰硕。
2024年,北川河源区启动为期两年的雪豹种群及栖息地系统调查,综合运用红外相机布设、痕迹追踪、分子粪便学等传统方法,并引入物种分布模型、空间标记重捕模型等先进数据分析手段,对雪豹种群开展了全面科学评估,共识别出雪豹个体57只,其中包括43只成体、3只亚成体及11只幼体,涵盖10个雪豹家庭单元。
2024年和2025年,北川河源区联合青海师范大学生命科学学院教授陈振宁团队等国内科研团队,开展系统调查,共记录无脊椎动物333种,隶属4纲16目90科225属。其中,包括1个新物种——北川河倍叉(虫责),1个中国新纪录种——双细大蚊,以及47个青海省新纪录种。
“无脊椎动物种群动态与群落结构变化,是反映环境变迁、生态系统健康度及人类干扰强度的重要敏感指标。”陈振宁说,该项研究为保护区制定更加科学精准的野生动物管理策略提供了不可或缺的数据支撑。
除此之外,更多生物类群的专项调查,也从更多维度勾勒出保护区的生物多样性图景。
苔藓调查发现了全国新纪录种——美丽纽藓;蝶类调查发现青海省新纪录种——黎戈灰蝶;蕨类调查发现青海新纪录种——细茎铁角蕨、栗鳞耳蕨;水生脊椎动物调查发现青海省鱼类新纪录种——达里湖高原鳅;偶蹄目动物本底调查显示,北川河源区内白臀鹿种群数量已达1148只,较此前数据增长199.74%。
北川河源区只是大通县守护绿水青山的一个缩影。大通县林业和草原局局长白明武说,近年来,大通县直面林草事业发展短板,聚焦城乡绿化、资源保护与产业富民三大主线,推动国土绿化、生态管护与绿色经济协同发展,实现了从“基础绿化”向“提质增效、生态惠民”的跨越式转型。(记者 张添福)