Monitoraggio e analisi acustiche

La componente acustica del progetto riveste un'importanza particolare, poiché ha svolto un ruolo fondamentale nel rilevamento automatico di oltre 138 specie, 95 delle quali sono state integrate nei nostri algoritmi di pattern matching. Ciò costituisce una solida base per il monitoraggio continuo della regione nei prossimi anni, consentendoci di osservare come i vari fattori ambientali influenzino la presenza delle specie.

Il nostro successo nel rilevamento delle specie è stato possibile grazie ai dati raccolti dai dispositivi e alle partnership strategiche che abbiamo stabilito, in particolare con Rainforest Connection. Inoltre, gli esperti locali hanno svolto un ruolo cruciale nel convalidare la presenza delle specie.

Il monitoraggio acustico passivo integrato, combinato con le tecniche di intelligenza artificiale, ha permesso l'identificazione di 95 specie. Esiste una correlazione positiva tra la ricchezza di specie e la copertura forestale a bassa copertura. Inoltre, le analisi del paesaggio sonoro hanno rivelato variazioni legate alle diverse stagioni e ai diversi tipi di habitat. Tuttavia, il progetto pilota ha incontrato la sfida dei dati di addestramento limitati per le specie rare. Per ovviare a questo problema, abbiamo condotto diversi cicli di distribuzione dei sensori in varie stagioni.

Simposio internazionale

Il simposio è stato guidato dall'Ufficio Affari Esteri della Provincia di Hainan, dal Dipartimento delle Risorse Naturali e della Pianificazione della Provincia di Hainan, dal Dipartimento di Ecologia e Ambiente della Provincia di Hainan, dal Dipartimento Forestale della Provincia di Hainan; e supportato dal laboratorio big data dell'Istituto di ricerca per l'eco-civilizzazione, CASS, dal think tank di ricerca dell'Istituto di ricerca per l'eco-civilizzazione, CASS, dall'Istituto di zoologia dell'Accademia cinese delle scienze, dal Giardino botanico tropicale di Xishuangbanna dell'Accademia cinese delle scienze, dall'Istituto per la neutralità del carbonio dell'Università Tsinghua, dall'Istituto interdisciplinare avanzato per l'ambiente e l'ecologia, da Huawei Technologies Co., Ltd., l'Università di Hainan, l'Università Normale di Hainan, la Federazione degli Accademici di Hainan, la Base di Ricerca di Sanya del Centro Internazionale per il Bambù e il Rattan.

Il simposio, della durata di due giorni, si è concentrato sul tema "conservazione della specie faro delle foreste pluviali tropicali - i gibboni" e "conservazione della biodiversità delle foreste pluviali tropicali" e si è svolto con una combinazione di attività online e offline.

In occasione del terzo anniversario della creazione dell'Istituto del Parco Nazionale di Hainan e dell'ottava giornata internazionale del gibbone (24 ottobre 2022), il Dipartimento forestale della provincia di Hainan, il governo del municipio di Wuzhishan, la Fondazione per il benessere pubblico della foresta tropicale dell'isola verde di Hainan e l'Istituto del Parco Nazionale di Hainan hanno co-sponsorizzato il "Simposio internazionale di conservazione della foresta tropicale 2022" sul tema "proteggere la foresta tropicale-realizzare i valori ecologici", sostenuto da Eco Foundation Global (EFG).

La Conferenza ha raggiunto i seguenti risultati concreti:

  • Firma della Carta del GGN (Global Gibbon Conservation Network Charter).
  • l Annuncio della creazione del primo Segretariato della GGN presso l'Istituto del Parco Nazionale di Hainan e del lancio globale del logo della GGN.
  • Questo è il primo dei primi cinque parchi nazionali cinesi, le prime organizzazioni nazionali di ricerca sulla conservazione hanno avviato la creazione di organizzazioni internazionali per la protezione delle specie care, il che è di importanza storica.
  • Pubblicare la dichiarazione di conservazione della Rete globale dei gibboni sotto forma di GGN che si unisce alla IUCN SSA, con il gibbone come rappresentante.
  • Presentare l'Elenco delle specie prioritarie per la conservazione nel Parco nazionale della foresta tropicale di Hainan con il caso delle KBA e rilasciare ufficialmente l'Elenco delle specie prioritarie per la conservazione nel Parco nazionale della foresta tropicale di Hainan.
Analisi del modello sonoro

È stato completato lo screening manuale di 532 campioni acustici di gibbone di Hainan, compresi quelli ottenuti durante il monitoraggio e l'osservazione dei gibboni con un registratore portatile e quelli ottenuti con un registratore automatico. Durante il processo di screening, sono state inizialmente classificate tre qualità di registrazione: alta, media e bassa. Sono state ottenute 44 registrazioni di alta qualità da sette singoli chiamanti. I sette singoli chiamanti erano GAM1、GBM1、GBSA、GCM1、GCM2、GDM1、GEM1, dove la lettera dopo "G" rappresenta il numero del gruppo familiare e la lettera dopo "M/S" rappresenta il numero individuale di maschio adulto/subadulto. Solo il 40,9% circa delle registrazioni è stato effettuato manualmente. I file grezzi di tutte le registrazioni automatiche sono stati forniti dal team del professor Wang Jichao e i relativi dati sono stati archiviati presso l'Istituto del Parco Nazionale di Hainan.

I coefficienti cepstrum di mel-frequenza (MFCC) sono un metodo di estrazione delle caratteristiche dell'inviluppo di frequenza tramite cepstrum dopo aver indebolito le informazioni ad alta frequenza sulla base dell'udito umano[1], che ha un'ampia gamma di applicazioni nel campo della bioacustica e dell'uomo. In questo studio, le MFCC e le differenze di primo e secondo ordine (△、△2) sono utilizzate per ottenere l'estrazione automatica delle caratteristiche.

Sono state identificate 5 note caratteristiche del gibbone maschio di Hainan (Fig. 1), tra cui la nota boom, la nota aa, la nota pre-modulata, la nota modulata-R0 e la nota modulata-R1.

Secondo l'ipotesi della nicchia acustica, i richiami delle diverse specie si differenziano nel dominio del tempo e della frequenza (cfr. Fig. 2), per cui l'estrazione di caratteristiche in un intervallo di frequenza specifico può ridurre notevolmente l'influenza del rumore e, quanto più piccolo è l'intervallo di frequenza delineato, tanto più è probabile che venga escluso il rumore. Inoltre, quando la struttura di ogni unità minima di riconoscimento (MRU) è la stessa, la difficoltà di riconoscimento si riduce notevolmente.

Alla luce di questa situazione, in questa fase della ricerca abbiamo provato (1) ad applicare solo pre e (2) a utilizzare pre + n×mR0 come MRU, rispettivamente, e a confrontare i risultati della classificazione in modo da determinare l'estrazione di caratteristiche più appropriata nel lavoro successivo. Nel caso dell'annotazione vocale, tutte le fasi sopra descritte possono essere implementate automaticamente con il codice del linguaggio R.

Caratterizzazione dell'ecosistema di riferimento e definizione dei livelli di degrado

L'obiettivo di questo blocco è fornire alle équipe tecniche i parametri biologici necessari per determinare lo stato attuale di un ecosistema (livello di degrado) e lo stato desiderato (sano), al fine di determinare le misure di ripristino appropriate da attuare in quello specifico ecosistema; ad esempio, utilizzeremo il caso della Foresta secca del Guatemala.

La caratterizzazione dell'ecosistema viene effettuata attraverso un esame documentale e un'analisi geospaziale, identificando le condizioni generali iniziali dell'ecosistema e le sue associazioni. Distribuzione / Clima / Qualità del suolo / Elevazione topografica / Diversità della flora / Diversità della fauna / Caratteristiche Dasometriche degli ecosistemi di riferimento. Per la Foresta secca sono state identificate 3 associazioni: 1) macchia spinosa, 2) foresta alta secca e 3) foresta ripariale.

La definizione dei livelli di degrado viene effettuata tramite un'indagine sui plot, confrontando gli stati successionali dell'ecosistema di riferimento con le caratteristiche dasometriche ottenute dai plot. Nel caso della foresta secca, sono stati identificati tre livelli di degrado: 1) successione pioniera, 2) foresta secondaria e 3) foresta degradata.

  1. L'esistenza di un quadro politico che definisce prioritario il lavoro negli ecosistemi forestali strategici.
  2. L'esistenza di strumenti politici (strategie di conservazione, linee guida generali per la gestione delle foreste, ecc.
  3. Gruppi interessati a promuovere o aggiornare gli strumenti di politica pubblica negli ecosistemi forestali strategici in cui attuano le azioni.
  1. La qualità della caratterizzazione degli ecosistemi di riferimento e dei loro livelli di degrado dipenderà dalla quantità e dalla qualità delle informazioni documentali e geospaziali disponibili; la generazione di queste informazioni e il rilevamento delle parcelle sul campo possono richiedere risorse e tempo.
Sistema di monitoraggio sperimentale

Il sistema di monitoraggio sperimentale consiste in una serie di parametri per tracciare il comportamento della specie, le pratiche di mobilità dei visitatori e il rilevamento dei rischi:

  • Trasmettitori GPS: sono programmati per la raccolta dei dati e con una pianificazione del download; è presente una zonizzazione intorno al nido.
  • SoftwareAxis Station: Axis Loitering Guard traccia gli oggetti in movimento e attiva avvisi (ad esempio, un utente esiste sul sentiero per x tempo), avvisi sonori e notifiche quando viene superata una soglia. Axis Fend Guard rileva gli eventi di interazione (ad esempio, l'uccello lascia il prossimo, due utenti lasciano il sentiero).
  • Avvisi di potenziale mortalità, potenziale espulsione dal territorio, assenze al nido, utenti in prossimità del nido e soglie di rumore.
  • Altri dati relativi all'utilizzo del sentiero per tipo di utente e al processo di riproduzione dell'aquila del Bonelli.
  • Rapporti annuali sulla mobilità spaziale dei rapaci, rapporti semestrali sulle interazioni e sugli eventi critici.

È essenziale contare su un software semplice da usare e programmato con i parametri desiderati. È fondamentale che i parametri siano il più possibile pertinenti alle specifiche esigenze di monitoraggio e il più possibile concisi, in modo che i gestori del parco siano in grado di effettuare un follow-up adeguato e di rispondere a eventuali allarmi.

Va notato che alcune situazioni che coinvolgono la fauna selvatica non possono essere controllate. Nel nostro caso, ad esempio, abbiamo dovuto affrontare il fallimento della riproduzione della coppia di aquile del Bonelli, che ha modificato in parte l'obiettivo del monitoraggio.

Anche se si sta studiando l'uso di un software di gestione degli allarmi più sofisticato basato sull'intelligenza artificiale, un software semplice come Axis Station può essere sufficiente per iniziare a sviluppare un programma di monitoraggio funzionante che notifichi gli eventi critici di rischio. I processi e le procedure per la gestione dei pre-allarmi e per la raccolta e l'analisi dei dati devono essere ottimizzati periodicamente sulla base delle lezioni apprese durante il processo.

Incorporare le misure di sviluppo del caffè nelle politiche forestali

L'obiettivo di questo blocco è sviluppare politiche di gestione agroforestale in linea con la coltivazione del caffè e collegarle alle politiche di sviluppo forestale del Paese, rispondendo alle sfide del mercato e alla legislazione internazionale applicabile.

In sostanza, è necessario promuovere politiche di incentivazione (economica e/o commerciale) che stimolino l'agroforestazione nelle piantagioni di caffè e, allo stesso tempo, le catene di valore nel settore forestale come il piccolo legname.

Ciò richiede due elementi principali:

  1. La capacità di adattare i programmi forestali per accogliere elementi agroforestali, senza compromettere la produzione di caffè ma mantenendo lo spirito della politica forestale.
  2. Promuovere il dialogo intersettoriale sulla questione dell'agroforestazione nelle piantagioni di caffè, al fine di individuare i punti di coincidenza tecnica e politica.

Per illustrare questo tassello, si utilizza il caso del Programma di incentivi forestali del Guatemala -PROBOSQUE- che ha apportato modifiche alla modalità di incentivi forestali nella modalità agroforestale, cambiando i parametri per includere la coltivazione del caffè, con un impatto maggiore.

  1. Avere un chiaro quadro di riferimento per la politica forestale che, in primo luogo, determini la portata del suo obiettivo come politica pubblica, il soggetto che si aspetta di trarne beneficio e i risultati attesi dalla sua attuazione; in secondo luogo, le questioni in cui può e deve generare sinergie per raggiungere gli obiettivi della politica forestale.
  2. Avere strumenti di politica pubblica consolidati che consentano l'interazione con altri settori produttivi. Il Programma di incentivi forestali del Guatemala -PROBOSQUE- ha avuto origine nel 1996 e continua a operare tuttora.
  1. Lo sviluppo di iniziative pilota è necessario per valutare e/o testare le ipotesi tecniche delle diverse parti interessate nell'adeguamento degli strumenti di politica pubblica; in questo caso il settore forestale pubblico e il settore privato organizzato del caffè.
  2. Sono necessari ampi processi di discussione e consultazione interni ed esterni tra le diverse parti interessate per ottenere i benefici dei diversi settori, senza intaccare i mandati istituzionali e legali che le parti interessate devono rispettare.
  3. È necessario sviluppare materiale tecnico per comunicare e diffondere informazioni ai potenziali interessati sulle nuove modalità offerte dagli strumenti di politica pubblica.
Sviluppo di un database sulle misure di restauro

L'obiettivo di questo blocco è fornire agli sviluppatori e agli attuatori di progetti di ripristino di ecosistemi e paesaggi uno strumento per la raccolta di informazioni chiave sul campo per misurare l'impatto delle azioni di ripristino proposte.

Le fasi di attuazione sono:

  1. Indagine sulle unità di gestione: fornisce informazioni complete sui siti selezionati per le azioni di ripristino e comprende: nome e sesso del produttore, numero e codice correlativo dell'unità di gestione, confini amministrativi, coordinate geografiche, area e stato giuridico dell'unità di gestione, uso prevalente del suolo e una fotografia del sito.
  2. Indagine sulle sottounità di gestione: fornisce informazioni complete sulle misure di ripristino specifiche da attuare nei siti selezionati e comprende: i codici delle sottounità di gestione, le coordinate e le aree delle sottounità di gestione, l'uso attuale del suolo, l'uso futuro del suolo, le misure di ripristino e le pratiche da attuare.

Grazie a questo processo, sono disponibili informazioni che mettono in relazione le azioni di ripristino con il miglioramento dei servizi ecosistemici in diverse parti del paesaggio.

  • Incorporare nuove tecnologie e schemi di distribuzione del lavoro per rendere la raccolta e l'elaborazione dei dati sul campo economicamente vantaggiosa.
  • Sviluppare protocolli di comunicazione e di performance tra l'ufficio e i team sul campo per raccogliere dati di qualità.
  • Disporre di un sistema di supervisione che fornisca un feedback tempestivo sulla raccolta e l'elaborazione dei dati ed eviti la rielaborazione.
  • Il processo di raccolta delle unità di gestione è la parte più dispendiosa in termini di tempo di questa soluzione (si stima che sia pari al 2% dell'importo di esecuzione del progetto), e pertanto richiede una pianificazione dettagliata e precisa delle tecnologie da utilizzare, del numero di personale necessario e delle modalità di elaborazione dei dati, in quanto l'assenza di un'elaborazione adeguata può aumentare i costi.
  • Per curare l'elaborazione e la qualità dei dati, è necessaria una supervisione incrociata (personale interno all'organizzazione non legato al progetto) o un outsourcing (personale esterno assunto a questo scopo), che possa identificare le incongruenze nei database e ciò che è stato eseguito sul campo.
Uso dei dati per il processo decisionale e la pianificazione.

Risultati di SAGE:

  1. Scarso coinvolgimento delle pescatrici nel processo decisionale della LMMA, discriminate a causa della pesca con le zanzariere.
  2. Mancato riconoscimento dei diritti della comunità a partecipare al processo decisionale della LMMA.
  3. Gravi carenze nel processo di reclamo e nel follow-up dei casi relativi all'invasione delle riserve da parte dell'intera comunità, a causa della mancanza di strumenti di controllo.
  4. Deficit di collaborazione e coordinamento, non vengono condivisi rapporti e piani di attività tra i diversi attori.

Raccomandazioni:

  1. Coinvolgere le pescatrici con le zanzariere in tutte le fasi di creazione delle LMMA e dare priorità ai costi di opportunità per loro.
  2. Diffondere a tutta la comunità le informazioni sui diritti di partecipazione al processo decisionale della LMMA.
  3. Incoraggiare la comunità a denunciare i trasgressori e a seguire i casi relativi all'invasione delle riserve.
  4. Promuovere incontri regolari per condividere relazioni e piani di attività tra gli attori.

Sulla base di queste raccomandazioni, il progetto sta implementando l'acquacoltura dei bivalvi, dando priorità al coinvolgimento delle donne per affrontare i costi di opportunità. Sosteniamo incontri annuali tra le parti interessate a livello distrettuale, provinciale e nazionale. Sosteniamo le PCC con attrezzature per migliorare l'applicazione delle LMMA. Stiamo rafforzando le competenze dei CCP in materia di comunicazione e governance equa attraverso la formazione dell'AMA.

Lo scopo di questo esercizio deve essere ben compreso dai membri del focus group. Deve esistere la volontà di migliorare le condizioni esistenti da parte dei membri del focus group, che devono riconoscere che il cambiamento è possibile.

Le metodologie SAGE e IMET sono il modo più semplice, rapido, facile ed economico per valutare e monitorare i progressi di un progetto. Prima di adottare questi strumenti, il progetto utilizzava solo EXCEL per analizzare i dati, con un dispendio di tempo e denaro, dato che dovevamo assumere consulenti per condurre le indagini. Anche l'analisi e l'interpretazione dei dati venivano effettuate manualmente, con conseguente dispendio di tempo.

Valutazione partecipativa

Raccolta, analisi e sintesi dei dati:

Gruppi organizzati di attori di diversa estrazione sociale si sono riuniti per questo processo, facilitato dall'uso della lingua locale e da un traduttore che ha assistito nella traduzione. Per tenere conto del livello di istruzione dei partecipanti, abbiamo definito i mezzi di comunicazione appropriati. Le persone hanno partecipato in base allo stesso gruppo di interesse o status sociale (Consiglio comunitario della pesca, pescatori, pescatrici, governo, membri influenti e alternative di generazione di reddito, tra questi). Nella prima fase, le discussioni sono state fatte separatamente e successivamente discusse in plenaria; dopo la discussione i partecipanti hanno raggiunto un consenso, che è stato considerato come la risposta finale. Per garantire che la selezione dei membri partecipanti a ciascun gruppo target fosse inclusiva, non si è tenuto conto dell'affiliazione di partito, della religione, del livello sociale e del genere. Durante gli incontri abbiamo anche spiegato l'importanza del processo SAGE.

Gli standard FPIC (Ex Prior Informed Consent) devono essere applicati per massimizzare la partecipazione genuina. Il team di raccolta dati/facilitatore deve essere ben conosciuto dai membri della comunità e riconosciuto come affidabile. Deve esserci un senso di impegno a lungo termine a sostegno della comunità.

Una delle lezioni apprese è stata quella di presentare i risultati delle questioni discusse separatamente in una plenaria, dove i membri dei diversi gruppi discutono le stesse idee e raggiungono il consenso.

Segno che stiamo valorizzando le conoscenze locali.

E questo è positivo per il successo di un'area di conservazione gestita dalla comunità.

Identificazione e analisi delle parti interessate/analisi del profilo del sito.

Analisi e identificazione degli attori/stakeholder:

Al fine di comprendere le parti interessate nell'area del progetto, tutti gli attori del distretto in grado di sostenere l'istituzione delle LMMA sono stati classificati in base alla capacità di contribuire alla loro attuazione. La classifica andava da 1 a 3 punti (1 - basso, 2 - medio e 3 - alto). Sono stati selezionati solo gli stakeholder che hanno ottenuto un punteggio di 3 punti: governo, Consiglio comunitario della pesca, pescatori, pescatrici, membri influenti (leader comunitari e religiosi) e gruppi di attività generatrici di reddito alternativo.

Gli stakeholder sono stati quindi coinvolti attraverso le metodologie SAGE/IMET, attraverso i workshop introduttivi e di base e attraverso la partecipazione alle valutazioni stesse.

Profilo dei siti di studio:

Caratterizzazione del sito di studio che include il tipo di habitat che stiamo proteggendo, le specie, il tipo di riserva che stiamo implementando, ovvero riserva temporanea e permanente (temporanea per le specie a vita breve, in questo caso il polpo, e con lo scopo di aumentare il reddito delle famiglie, e riserva permanente o ripopolamento per la conservazione della biodiversità per le generazioni a venire, ma la stessa può causare un sovraccarico di pesci nell'area in cui è consentita la pesca), le dimensioni delle riserve, il quadro giuridico.

Tra i fattori chiave di questo blocco c'è il coinvolgimento di membri del team di progetto che abbiano una conoscenza approfondita delle comunità e dei paesaggi in cui lavoriamo, per garantire che tutti gli stakeholder siano identificati e poi classificati correttamente. Inoltre, è importante avere un'ampia rappresentanza di membri del team per avere una maggiore gamma di opinioni sulla capacità degli stakeholder di attuare le LMMA e sul modo migliore per coinvolgerli.

Per garantire una raccolta dei dati senza intoppi tra i gruppi di discussione e gli stakeholder è importante (i) avere domande chiare e assicurarsi che le questioni siano ben percepite da tutti, (ii) tenere conto del tempo necessario per le traduzioni, quando necessario, e (iii) consentire l'espressione delle divergenze di opinione. Inoltre, la consultazione tra più parti interessate (con la presentazione dei risultati delle valutazioni IMET e SAGE) doveva essere ripetuta più volte per ottenere l'adesione di tutte le parti interessate all'elaborazione dei piani di valorizzazione per migliorare i piani di cogestione delle LMMA.