Nutzung von KI und gemeindezentrierten Ansätzen zur Überwachung von Jaguaren auf der Yucatan-Halbinsel
Vollständige Lösung
Jaguar (Panthera Onca)
Tech4Nature Mexico
Mexiko gilt als Land mit großer Artenvielfalt und beherbergt etwa 12 % der weltweit vorkommenden Arten. Das Land bewahrt ein reiches natürliches und kulturelles Erbe durch die Bemühungen der indigenen Gemeinschaften. Die Halbinsel Yucatan im Südosten des Landes ist ökologisch reichhaltig mit Regenwäldern, Korallenriffen, Mangroven und vielem mehr, aber diese Ökosysteme werden durch menschliche Aktivitäten und den Klimawandel rapide zerstört. Nahezu 80 % der Regenwälder sind zerstört, nur 22 % sind von ausgewachsener Vegetation bedeckt, hauptsächlich in geschützten Gebieten.
Im Rahmen des Pilotprojekts Tech4Nature Mexico werden Systeme zur kontinuierlichen Überwachung der biologischen Vielfalt und zur künstlichen Intelligenz eingesetzt, um prioritäre Arten im staatlichen Reservat Dzilam zu erkennen und zu erhalten und die Auswirkungen des Klimawandels auf das Gebiet besser zu verstehen. Dieser Ansatz wurde durch die Einbeziehung der Gemeinschaft als Hauptpartner und -mitwirkende, die Anwendung von Techniken des maschinellen Lernens und den Aufbau von sektorübergreifenden Allianzen verwirklicht.
Letzte Aktualisierung: 30 Sep 2025
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Kontext
Angesprochene Herausforderungen
Die Jaguar-Populationen haben auf dem gesamten Kontinent etwa 50 % ihres Lebensraums verloren. Besonders beunruhigend ist die Situation in Mexiko, wo die Art über 40 % ihres Verbreitungsgebiets verloren hat.
Die Ökosysteme der Yucatan-Halbinsel (auf der fast die Hälfte der Jaguare des Landes lebt) sind einer raschen Verschlechterung unterworfen, was tiefgreifende Auswirkungen auf die Jaguarpopulationen hat, die durch die Zerstörung ihres Lebensraums und Konflikte zwischen Mensch und Jaguar zunehmend in die Enge getrieben werden. Darüber hinaus ist die Halbinsel Yucatan zu einem Hotspot für die illegale Jaguarjagd und den illegalen Jaguarhandel geworden.
Das Staatsreservat Dzilam ist in mehrfacher Hinsicht bedroht, von der Veränderung der Landnutzung über den Verlust der biologischen Vielfalt bis hin zur erhöhten Anfälligkeit für extreme Wetterphänomene.
Darüber hinaus ist die Überwachung der Jaguare nach wie vor ein ressourcenintensives Unterfangen, da es keine flächendeckenden Überwachungsmechanismen gibt, was die Erfassung wichtiger Daten für den Schutz der Tiere erschwert.
Standort
Dzilam de Bravo, Stadtbezirk Dzilam de Bravo, Yucatán 97606, Mexiko
Karibik
Nord-Amerika
Prozess
Zusammenfassung des Prozesses
Die Ergebnisse des Tech4Nature Mexico-Pilotprojekts sind ein Beispiel für die ganzheitliche Synergie der einzelnen Bausteine, die einen auf den Menschen und die Natur ausgerichteten Ansatz mit nachhaltiger regionaler Wirkung verfolgen. Durch die Verbindung von Spitzentechnologie mit einem tiefgreifenden Engagement für den Naturschutz, lokalen Perspektiven und der Zusammenarbeit mehrerer Interessengruppen hat dieses Pilotprojekt nicht nur das Verständnis für die außergewöhnliche biologische Vielfalt des Reservats verändert, sondern auch das lokale Engagement für ihren Schutz gestärkt.
Die Initiative bestätigte das Vorhandensein mehrerer Arten mit unterschiedlichen Gefährdungsgraden. Diese reichhaltigen Daten bilden die Grundlage für gezielte Schutzmaßnahmen und fundierte Entscheidungen, die die lokalen Gemeinschaften stärken und die Erhaltungsbemühungen fördern, während sie gleichzeitig zu einem unverzichtbaren Instrument für die Stärkung der Erhaltungsbemühungen werden. Darüber hinaus haben die kontinuierlichen Überwachungsmaßnahmen und die verstärkte Präsenz der Behörden zu einer spürbaren Verringerung der Bedrohungen durch den Menschen geführt, was die Wirkung der Beteiligung der Gemeinschaft an dem Projekt unterstreicht.
Über die Grenzen des Reservats hinaus ist dieses Projekt ein Katalysator für eine transformative Welle im regionalen Naturschutz, bei der die Verschmelzung von fortschrittlicher Technologie und der Zusammenarbeit verschiedener Interessengruppen den Schutz der biologischen Vielfalt neu definiert.
Bauklötze
Multi-Stakeholder-Allianz
Dieses Projekt wurde von C Minds, dem Sekretariat für nachhaltige Entwicklung von Yucatan (SDS), der Gemeinde Dzilam de Bravo und Dzilam Gonzalez in Yucatan, der International Union for Conservation of Nature (IUCN) und Huawei geleitet, in Zusammenarbeit mit der Polytechnischen Universität von Yucatan (UPY) und Rainforest Connection (RFCx) und mit dem Rat und Feedback von Biologen, die sich mit dem Schutz von Katzen auskennen, wurde das Wissen verschiedener Institutionen und Einzelpersonen kombiniert, um eine Allianz mit ökologischer und sozioökonomischer Wirkung auf lokaler und regionaler Ebene zu schaffen.
Ermöglichende Faktoren
Im Rahmen des Pilotprojekts wurden alle relevanten Interessengruppen sorgfältig ermittelt. Dazu gehören gemeinnützige Organisationen, Behörden, akademische Einrichtungen, Unternehmen des Privatsektors und lokale Gemeinschaften. Jeder Beteiligte brachte sein eigenes Fachwissen und seine eigene Perspektive ein und trug so zum Gesamterfolg des Projekts bei.
Gelernte Lektion
Um die Bemühungen aller Beteiligten aufeinander abzustimmen, ist es wichtig, auf gemeinsame Ziele hinzuarbeiten. Arbeiten Sie mit den Beteiligten zusammen, um klare Ziele und gemeinsame Zielsetzungen festzulegen, die auf die Bedürfnisse und Wünsche jedes Einzelnen eingehen. Dieser Prozess sollte die Ziele in eine "gemeinsame Sprache" übersetzen, die für alle verständlich ist und ein starkes Verständnis und Engagement fördert.
Gemeinschaftliche Mitgestaltung und Engagement
Die Einbindung lokaler Entscheidungsträger war von Anfang an ein wesentlicher Bestandteil des Projekts, da sie mit der Charakterisierung und Auswahl von Probenahme- und Überwachungsstandorten betraut wurden. Ihre Erkenntnisse und Anforderungen wurden aktiv in die Analyse des Projekts einbezogen. Die rechtzeitige Präsentation der Ergebnisse, die weite Verbreitung ihrer Arbeit und ihres Fachwissens sowie die Einbeziehung in Arbeitstreffen waren von größter Bedeutung.
Ermöglichende Faktoren
Das Ministerium für nachhaltige Entwicklung von Yucatan arbeitet seit mehreren Jahren mit den lokalen Gemeinschaften, die in und um das Reservat leben, zusammen und sorgt für einen gegenseitigen Austausch von Wissen, guter Regierungsführung und Gerechtigkeit.
Darüber hinaus hat die Initiative "C Minds' AI for Climate" eine solide vierjährige Zusammenarbeit mit der Regierung von Yucatan und wichtigen lokalen Akteuren aus den Bereichen Wissenschaft, Innovation und Zivilgesellschaft aufgebaut.
Gelernte Lektion
Die umfassende Einbindung der lokalen Gemeinschaft in allen Projektphasen, von der Planung über die Umsetzung bis hin zur Datenerfassung und -analyse, erwies sich als zentraler und unverzichtbarer Faktor für die erfolgreiche Durchführung des Projekts und die Erfassung wertvoller Informationen über die biologische Vielfalt im Reservat.
Einsatz von Kamerafallen und öko-akustischen Überwachungsgeräten
Das Team vor Ort platzierte strategisch 15 Kamerafallen und 30 ökoakustische Überwachungsgeräte (Audiomoths) in den Lebensräumen der Mangroven und Tieflandregenwälder, in denen zuvor Jaguare gesichtet worden waren. Durch diesen Einsatz wurde die biologische Vielfalt der Region effektiv erfasst und wertvolle Daten für die anschließende Analyse gewonnen.
Ermöglichende Faktoren
Die Feldforschung in Verbindung mit der aktiven Beteiligung der lokalen Gemeinschaft und den Erkenntnissen aus der Mitgestaltung ermittelte die optimalen Standorte für die Aufstellung von Kameras und Audiomotten. Diese Geräte wurden strategisch in weniger gestörten Bereichen der Mangroven, Dschungel und Savannen positioniert, um den Erfolg unserer wissenschaftlichen Untersuchung zu gewährleisten.
Gelernte Lektion
Die gemeinsame Standortcharakterisierung und -kartierung mit der örtlichen Gemeinde bildete eine wichtige Grundlage für den erfolgreichen Einsatz dieser Geräte. Wir sahen uns jedoch auch mit Herausforderungen konfrontiert, darunter Waldbrände und Extremereignisse, die vorübergehend sowohl die Platzierung der Geräte als auch die Datenerfassung behinderten.
Bilderkennungsalgorithmen zur Erkennung und Identifizierung von Jaguaren
Die Bilderkennungskomponente, die im Rahmen des Pilotprojekts Tech4Nature Mexico auf Convolutional Neural Networks (CNN) basiert, spielt eine grundlegende Rolle, indem sie: i) die Anwesenheit von Jaguaren in Kamerafallenaufnahmen automatisch erkennt und so die Datenverarbeitung beschleunigt; und ii) einzelne Jaguare in der Region automatisch identifiziert, was das Verständnis der lokalen Populationen verbessert. Dieser Ansatz ist von entscheidender Bedeutung für den Naturschutz, da er die Vorteile fortschrittlicher Methoden nutzt, die eine schnellere und detailliertere Analyse ermöglichen.
Ermöglichende Faktoren
Daten, die von den Geräten gesammelt wurden, und strategische Allianzen mit Huawei, UPY und anderen Expertenorganisationen für die Erhaltung von Daten. Ein ganzes Schuljahr lang widmete sich eine Gruppe junger Datentechnikstudenten der UPY der Entwicklung der Bilderkennungsmodelle. Da die Möglichkeit bestand, dass die Modelle bei der Erkennung von Jaguaren aufgrund der mangelnden Erfahrung der Studenten bei der Überwachung dieser Tierart voreingenommen sein könnten, erhielt die Gruppe Schulungen und Feedback von einem Biologen, der auf den Schutz von Katzen in Yucatan spezialisiert ist.
Gelernte Lektion
Die Entwicklung automatischer Modelle für die Erkennung und Identifizierung von Jaguaren auf Bildern stellte uns vor eine große Herausforderung. Diese Aufgabe wird nicht nur durch den Mangel an verfügbaren Daten erschwert, sondern auch durch die begrenzte Anzahl von Bildern, die von Kamerafallen aufgenommen wurden, in denen die betreffende Art aufgrund ihres kritischen Erhaltungsstatus zu sehen ist. Diese Hindernisse waren in der Anfangsphase des Projekts bemerkenswert und veranlassten uns, Tierbilder aus einer Vielzahl von Quellen zu sammeln, um unseren Datensatz zu erweitern. Die Komplexität nimmt jedoch in dieser Phase aufgrund zusätzlicher Faktoren zu.
Ressourcen
Akustische Überwachung und Analysen
Die akustische Komponente des Projekts ist von besonderer Bedeutung, da sie eine zentrale Rolle bei der automatischen Erkennung von über 138 Arten spielte, von denen 95 in unsere Algorithmen zum Musterabgleich integriert wurden. Dies bildet eine solide Grundlage für die kontinuierliche Überwachung der Region in den kommenden Jahren und ermöglicht es uns zu beobachten, wie verschiedene Umweltfaktoren die Anwesenheit von Arten beeinflussen
Ermöglichende Faktoren
Unser Erfolg bei der Erkennung von Arten wurde durch die mit den Geräten gesammelten Daten und die strategischen Partnerschaften ermöglicht, die wir insbesondere mit Rainforest Connection aufgebaut haben. Darüber hinaus spielten lokale Experten eine entscheidende Rolle bei der Bestätigung des Vorkommens von Arten.
Gelernte Lektion
Die integrierte passive akustische Überwachung in Kombination mit AI-Techniken ermöglichte die Identifizierung von 95 Arten. Es besteht eine positive Korrelation zwischen dem Artenreichtum und dem Bewuchs mit niedrigen Baumkronen. Darüber hinaus ergaben die Analysen der Geräuschkulisse Variationen, die mit verschiedenen Jahreszeiten und Lebensraumtypen zusammenhängen. Das Pilotprojekt stand jedoch vor dem Problem, dass die Trainingsdaten für seltene Arten begrenzt waren. Um dieses Problem zu entschärfen, haben wir mehrere Sensordurchgänge zu verschiedenen Jahreszeiten durchgeführt.
Ressourcen
Generierung von Inputs für die Stärkung von AI-Instrumenten und Ressourcen für den Schutz der biologischen Vielfalt
Zu den Stärken des Pilotprojekts gehört die Fähigkeit, die gewonnenen Erkenntnisse in Chancen und Empfehlungen umzusetzen, insbesondere zu Fragen der Innovation, der digitalen Transformation und der technologischen Ethik für den Schutz der biologischen Vielfalt. Aus diesem Grund haben wir die Umsetzung des Pilotprojekts genau verfolgt, um einen öffentlichen Bericht mit einem Empfehlungsteil zu erstellen, der sich aus den Erfahrungen, Beiträgen, Erfolgen und Erkenntnissen des Umsetzungsteams speist.
Ermöglichende Faktoren
Was bei jedem Schritt und mit jedem Partner gelernt wurde, trug zur Stärkung der AI-Instrumente und -Methoden zum Schutz der biologischen Vielfalt bei.
Gelernte Lektion
Über die Grenzen des Reservats hinaus hat das Projekt Tech4Nature Mexico eine transformative Welle in den regionalen Naturschutzbemühungen ausgelöst. Die Verschmelzung von fortschrittlicher Technologie mit der Zusammenarbeit mehrerer Interessengruppen definiert den Schutz der biologischen Vielfalt neu. Innovative Verfolgungsalgorithmen haben entscheidende Daten zutage gefördert, die das Vorhandensein bedrohter Arten in noch nie dagewesener Weise bestätigen. Diese Erkenntnisse bereichern unser Verständnis der regionalen Ökologie und stärken die lokalen Gemeinschaften, die sich dauerhaft für den Schutz einsetzen.
Auswirkungen
Das Projekt Tech4Nature Mexico hat im staatlichen Naturschutzgebiet Dzilam bahnbrechende Ergebnisse erbracht. Durch fortschrittliche Überwachungsalgorithmen hat das Projekt das Vorhandensein von 146 Arten bestätigt, darunter 38 gefährdete Arten, was die Bedeutung ihres Schutzes unterstreicht. Dieses neu gewonnene Wissen hat nicht nur das Verständnis der lokalen Gemeinschaften für ihre Umwelt verbessert, sondern sie auch in die Lage versetzt, sich aktiv an den Schutzmaßnahmen zu beteiligen. Das im Rahmen des Projekts entwickelte Modell zur automatischen Identifizierung von Jaguaren hat den Weg für einen besseren Schutz ihrer Lebensräume geebnet. Darüber hinaus haben die Daten des Projekts internationale Bedeutung, da sie die Aufnahme des Reservats in die prestigeträchtige Grüne Liste der IUCN beeinflusst und das Managementprogramm verbessert haben. Durch die kontinuierliche Überwachung und die Einbeziehung der Bevölkerung hat das Projekt die Bedrohung der Wildtiere durch den Menschen verringert und eine sicherere Umwelt geschaffen.
Einige der technischen Auswirkungen des Projekts sind:
- Über 80.000 Bilder und Videos und über 600.000 akustische Daten wurden gesammelt
- 4.000 Hektar erfasste Fläche (Mangroven, Dschungel und Savanne).
- Artenreichtum von 111 Vögeln, 23 Säugetieren (7 Jaguare wurden bisher identifiziert), 6 Reptilien und 6 Amphibien.
- 138 Arten, die in den akustischen Pattern-Matching-Modellen (CNN) enthalten sind.
- 93 % Genauigkeit des Bildalgorithmus zur Erkennung und Identifizierung von Jaguaren.
Begünstigte
- Lokale, regionale und nationale Regierungsinstitutionen
- Indigene Völker und lokale Gemeinschaften
- KI- und Datenfachleute und Studenten
- Akademische Einrichtungen
- Umweltorganisationen
- Zivilgesellschaft
- Privater Sektor
Ziele für nachhaltige Entwicklung
SDG 13 - Klimapolitik
SDG 15 - Leben an Land
SDG 17 - Partnerschaften für die Ziele
Geschichte
Juan Castillo
Tech4Nature Mexico
Im Januar 1989 wurde das staatliche Reservat Dzilam zum Naturschutzgebiet erklärt. Ein bahnbrechender Managementplan, ein jährliches Arbeitsprogramm und eine wachsame Aufsichtsbehörde wurden eingerichtet - ein beispielloser Fortschritt in der Geschichte des mexikanischen Naturschutzes zu dieser Zeit. Doch trotz dieser Fortschritte wurde das Verwaltungsprogramm erst 2005 in das Amtsblatt der Regierung des Bundesstaates Yucatan aufgenommen. Von diesem Zeitpunkt an konzentrierte sich der Ansatz des Reservats auf den wichtigen Gedanken, dass die Erhaltung der Natur mit dem Wohlergehen ihrer Bewohner in Einklang gebracht werden muss.
Das Vordringen der Landwirtschaft in das Reservat hat jedoch zur Verdrängung großer Säugetierarten geführt, was möglicherweise der Hauptgrund für den Rückgang der Populationen prächtiger Großkatzen wie des Jaguars ist. Raubtiere kollidieren oft mit menschlichen Interessen, da sie es auf Haustiere, insbesondere Vieh, abgesehen haben.
Juan Castillo wuchs inmitten einer Nomadenfamilie auf, die den Dschungel durchwanderte, lange bevor er unter Schutz gestellt wurde. Sie ließen sich in der Nähe von Wasserquellen nieder und lebten von der Jagd, der Landwirtschaft und der Viehzucht. Wie seine Familie glaubte auch Juan einst, dass der Schutz des Viehs vor Jaguaren das Wichtigste sei, selbst wenn dies bedeuten würde, die Großkatzen zu töten.
Im Laufe der Jahre kam er zu einer tiefgreifenden Erkenntnis: Seine Familie und er waren diejenigen, die in den Lebensraum der Jaguare eingriffen und ihre Ressourcen verbrauchten, nicht umgekehrt. Er unternahm einen mutigen Schritt, indem er sein Vieh aus dem Reservat entfernte und in die Stadt umzog.
Als Großvater gibt Juan seine Liebe zur Natur an seine Enkelkinder weiter und vermittelt ihnen das Verständnis, dass diese Tierarten lebendig mehr wert sind als tot, da sie für das Überleben des Waldes, seiner unzähligen Bewohner und letztlich auch der Menschen entscheidend sind.
Heute ist Juan fest entschlossen, sein Land für den Naturschutz zu spenden, obwohl es innerhalb des Reservats liegt und rechtlich gesehen sein Eigentum ist. Zusammen mit seinem Freund Benjamin, einem geläuterten Jäger, sind sie zu hervorragenden Führern, Entdeckern und leidenschaftlichen Verfechtern des Jaguarschutzes und des Schutzes ihrer Beute, des Regenwaldes und der Mangroven geworden. Sie kümmern sich eifrig um Kamerafallen und akustische Überwachungsgeräte und sorgen für die Sicherheit aller Teilnehmer des Projekts Teceh4Nature Mexico. Juan Castillo hat sich zu einem internationalen Verfechter des Naturschutzes entwickelt und wird für seinen unermüdlichen Einsatz für diese edle Sache verehrt.
