음향 모니터링 및 분석

이 프로젝트의 음향 요소는 138종이 넘는 종을 자동으로 탐지하는 데 중추적인 역할을 했으며, 그 중 95종이 패턴 매칭 알고리즘에 통합되었기 때문에 특별한 의미를 지니고 있습니다. 이는 향후 수년간 이 지역을 지속적으로 모니터링할 수 있는 강력한 기반을 형성하여 다양한 환경 요인이 생물 종의 존재에 어떤 영향을 미치는지 관찰할 수 있게 해줍니다.

기기에서 수집한 데이터와 특히 열대우림 커넥션과 맺은 전략적 파트너십을 통해 생물종 탐지에 성공할 수 있었습니다. 또한 현지 전문가들이 종의 존재를 검증하는 데 중요한 역할을 했습니다.

통합된 수동 음향 모니터링과 AI 기술을 결합하여 95개의 종을 식별할 수 있었습니다. 종의 다양성과 낮은 캐노피 숲의 피복도 사이에는 양의 상관관계가 있었습니다. 또한 사운드스케이프 분석을 통해 계절과 서식지 유형에 따른 변화도 발견했습니다. 그러나 파일럿은 희귀종에 대한 훈련 데이터가 제한적이라는 문제에 직면했습니다. 이를 완화하기 위해 다양한 계절에 걸쳐 여러 차례 센서를 배치했습니다.

국제 심포지엄

이번 심포지엄은 하이난성 외사판공실, 하이난성 천연자원계획부, 하이난성 생태환경부, 하이난성 임업부 등이 주최하고 하이난성 생태문명연구소의 빅데이터 연구소가 주관했습니다; 그리고 생태문명연구소의 연구 싱크탱크인 생태문명연구소의 빅데이터 연구소, CASS, 중국과학원 동물학연구소, 시솽반나 열대식물원 중국과학원, 탄소중립연구소, 칭화대학교, 고급 학제간 환경 및 생태연구소, 화웨이 테크놀로지스(Huawei Technologies Co., 하이난대학교, 하이난 사범대학교, 하이난 학자 연맹, 국제 대나무 및 등나무 센터의 싼야 연구 기지 등이 참여했습니다.

이틀간 진행된 심포지엄은 '열대 우림의 대표 종인 긴팔원숭이의 보전'을 주제로 열대 우림의 생물 다양성 보전을 위해 온라인과 오프라인 활동이 결합된 형태로 진행되었습니다.

하이난 국립공원 연구소 설립 3주년과 제8회 국제 긴팔원숭이의 날(2022년 10월 24일)을 맞아 하이난성 임업부, 우지산 시정부, 하이난 녹색섬 열대우림 공익재단, 하이난 국립공원 연구소가 '열대우림 보호-생태적 가치 실현'을 주제로 '2022년 열대우림 국제 보존 심포지엄'을 공동 주최하고 에코재단글로벌(EFG)의 후원을 받아 열띤 토론이 진행되었습니다.

이번 회의에서는 다음과 같은 구체적인 성과를 거두었습니다:

  • GGN 헌장(글로벌 긴팔원숭이 보전 네트워크 헌장) 서명.
  • l 하이난 국립공원 연구소에 최초의 GGN 사무국 설립 발표 및 GGN 로고의 글로벌 런칭.
  • 이는 중국 5대 국립공원 중 최초로 국내 보전 연구 기관이 멸종위기종 보호를 위한 국제기구 설립을 주도한 것으로, 역사적 의미가 있습니다.
  • 글로벌 긴팔원숭이 네트워크(GGN)가 긴팔원숭이를 대표로 하여 IUCN SSA와 손을 잡고 보전 선언문을 발표합니다.
  • 하이난 열대우림 국립공원의 보전 우선순위 종 목록을 KBA 사례와 함께 소개하고, 하이난 열대우림 국립공원 보전 우선순위 종 목록을 공식적으로 발표합니다.
사운드 패턴 분석

휴대용 녹음기를 사용하여 긴팔원숭이를 추적하고 관찰하는 동안 얻은 것과 자동 녹음기를 사용하여 얻은 것을 포함하여 532개의 하이난 긴팔원숭이 음향 샘플에 대한 수동 심사가 완료되었습니다. 선별 과정에서 처음에는 녹음 품질을 고음질, 중간음질, 저음질로 세 가지로 분류했습니다. 7명의 개별 발화자로부터 44개의 고품질 녹음이 확보되었습니다. 7명의 개별 발화자는 GAM1, GBM1, GBSA, GCM1, GCM2, GM1, GEM1으로, 여기서 'G' 뒤의 문자는 가족 그룹 번호를, 'M/S' 뒤의 문자는 성인 남성/아성 남성 개인 번호를 나타냅니다. 전체 기록의 약 40.9%만이 수동으로 작성되었습니다. 모든 자동 녹음의 원시 파일은 왕지차오 교수팀이 제공했으며, 관련 데이터는 하이난 국립공원 연구소에서 백업했습니다.

멜 주파수 세프스트럼 계수(MFCC)는 사람의 청력을 기반으로 고주파 정보를 약화시킨 후 세프스트럼으로 주파수 포락선 특징을 추출하는 방법으로[1], 인간 및 생체 음향 분야에서 광범위하게 응용되고 있습니다. 이 연구에서는 MFCC와 1차 및 2차 차이(△、△2)를 사용하여 자동화된 특징 추출을 달성합니다.

수컷 하이난 긴팔원숭이의 5가지 시그니처 음이 확인되었습니다(그림 1): 붐 음, aa 음, 사전 변조 음, 변조-R0 음, 변조-R1 음. 수컷 하이난 긴팔원숭이의 시그니처 음은 다음과 같습니다.

음향 틈새 가설에 따르면 다른 종의 울음소리는 시간과 주파수 영역에서 차별화되므로(그림 2 참조) 특정 주파수 범위에서 특징을 추출하면 노이즈의 영향을 크게 줄일 수 있으며, 묘사된 주파수 범위가 작을수록 더 많은 노이즈가 배제될 가능성이 높아집니다. 또한 각 최소 인식 단위(MRU)의 구조가 동일하면 인식의 난이도가 크게 낮아집니다.

위와 같은 상황을 고려하여 이번 연구 단계에서는 후속 작업에서 가장 적합한 특징 추출을 결정하기 위해 (1) pre만 적용하는 경우와 (2) pre + n×mR0을 MRU로 사용하는 경우를 각각 시도하고 분류 결과를 비교했습니다. 음성 주석의 경우 위의 모든 단계를 R 언어 코드로 자동 구현할 수 있습니다.

레퍼런스 에코시스템의 특성화 및 성능 저하 수준 정의

이 빌딩 블록의 목적은 특정 생태계에서 시행할 적절한 복원 조치를 결정하기 위해 생태계의 현재 상태(파괴 수준)와 바람직한 상태(건강한 상태)를 결정하는 데 필요한 생물학적 매개변수를 기술팀에 제공하는 것입니다. 예를 들어 과테말라 건조림의 사례를 살펴볼 것입니다.

생태계의 특성화는 문서 검토와 지리적 공간 분석을 통해 생태계의 일반적인 초기 조건과 연관성을 파악하는 방식으로 이루어집니다. 기준 생태계의 분포 / 기후 / 토질 / 지형 고도 / 식물 다양성 / 동물 다양성 / 다각적 특성. 건조림의 경우 1) 가시덤불, 2) 고건조림, 3) 강변림의 세 가지 연관성이 확인되었습니다.

훼손 수준의 정의는 플롯 조사를 통해 기준 생태계의 계승 상태와 플롯에서 얻은 다소메트릭 특성을 비교하여 수행됩니다. 건조림의 경우, 1) 개척자 계승, 2) 이차림, 3) 훼손림의 세 가지 훼손 수준이 확인되었습니다.

  1. 전략적 산림 생태계에서의 작업을 우선순위로 정의하는 정책 프레임워크의 존재.
  2. 전략적 산림 생태계를 지향하는 정책 수단(보전 전략, 일반 산림 관리 지침 등)이 존재합니다.
  3. 전략적 산림 생태계에서 공공 정책 수단을 홍보하거나 업데이트하는 데 관심이 있는 그룹이 활동을 실행하고 있습니다.
  1. 기준 생태계의 특성화 품질과 훼손 정도는 이용 가능한 다큐멘터리 및 지리 공간 정보의 양과 질에 따라 달라지며, 이러한 정보를 생성하고 현장에서 플롯을 조사하는 데는 많은 자원과 시간이 소요될 수 있습니다.
실험적 모니터링 시스템

실험 모니터링 시스템은 조류의 행동, 방문자의 이동 습관, 위험 감지 등을 추적하기 위한 일련의 매개변수로 구성됩니다:

  • GPS 송신기: 데이터 수집 및 다운로드 예약을 위해 프로그래밍되어 있으며 둥지 주변에 구역이 설정되어 있습니다.
  • Axis Station 소프트웨어: Axis Loitering Guard는 움직이는 물체를 추적하고 임계값을 초과하면 경고(예: 사용자가 x시간 동안 흔적이 있음), 소리 경고 및 알림을 트리거합니다. Axis Fend Guard는 상호 작용 이벤트를 감지합니다(예: 새가 다음 새를 떠나고 두 명의 사용자가 흔적을 남김).
  • 잠재적 사망, 잠재적 영역 추방, 둥지 부재, 둥지 근처의 사용자 및 소음 임계값에 대한 알림을 제공합니다.
  • 사용자 유형별 트레일 사용량 및 보넬리의 독수리 번식 과정과 관련된 기타 데이터.
  • 독수리의 공간 이동성에 대한 연례 보고서, 상호작용 및 중요 사건에 대한 반기별 보고서.

원하는 매개변수로 프로그래밍된 사용하기 쉬운 소프트웨어를 사용하는 것이 중요합니다. 공원 관리자가 적절한 후속 조치를 취하고 경고에 대응할 수 있도록 매개변수를 특정 모니터링 요구 사항과 최대한 관련성이 높고 최대한 간결하게 설정하는 것이 기본입니다.

야생동물과 관련된 특정 상황은 통제할 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어, 저희의 경우 보넬리 독수리 한 쌍의 번식 실패로 인해 모니터링 목표를 부분적으로 수정해야 했습니다.

인공 지능을 기반으로 하는 보다 정교한 경보 관리 소프트웨어의 사용이 모색되고 있지만, Axis Station과 같은 간단한 소프트웨어로도 중요한 위험 이벤트를 알리는 제대로 작동하는 모니터링 프로그램을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 사전 경보 관리와 데이터 수집 및 분석을 위한 프로세스와 절차는 프로세스 중에 얻은 교훈을 바탕으로 주기적으로 최적화해야 합니다.

커피 개발 조치를 임업 정책에 통합하는 방법

이 빌딩 블록의 목적은 커피 농업에 부합하는 농림업 관리 정책을 개발하고 이를 국가의 임업 개발 정책과 연계하여 시장 및 관련 국제법의 도전에 대응하는 것입니다.

본질적으로 커피 농장의 농림업을 촉진하는 인센티브 정책(경제적 및/또는 상업적)을 장려하는 동시에 임업 부문의 가치 사슬을 소규모 목재로 활성화하는 것이 필요합니다.

이를 위해서는 두 가지 주요 요소가 필요합니다:

  1. 커피 생산을 저해하지 않으면서도 산림 정책의 정신을 유지하면서 농림업 요소를 수용하도록 임업 프로그램을 조정할 수 있는 역량.
  2. 커피 농장의 농림업 문제를 둘러싼 부문 간 대화를 촉진하여 기술적, 정치적 일치점을 찾아냅니다.

이 구성 요소를 설명하기 위해 과테말라의 임업 인센티브 프로그램인 프로보스크(PROBOSQUE)의 사례를 사용했는데, 이 프로그램은 농림업 방식에서 임업 인센티브의 방식을 조정하여 커피 재배를 포함하도록 매개변수를 변경하여 더 큰 영향을 미쳤습니다.

  1. 첫째, 공공 정책으로서 목표의 범위, 혜택을 기대하는 대상, 시행의 기대 결과, 둘째, 산림 정책의 목표를 달성하기 위해 시너지를 창출할 수 있고 창출해야 하는 이슈를 결정하는 명확한 산림 정책 프레임워크를 갖추는 것입니다.
  2. 다른 생산적인 부문과 상호 작용할 수 있는 통합된 공공 정책 수단을 마련하는 것입니다. 과테말라 임업 인센티브 프로그램인 프로보스퀴는 1996년에 시작되어 현재까지 계속 운영되고 있습니다.
  1. 공공 정책 수단을 조정할 때 다양한 이해관계자(이 경우에는 공공 임업 부문과 조직화된 민간 커피 부문)의 기술적 가정을 평가 및/또는 테스트하기 위해 시범 이니셔티브의 개발이 필요합니다.
  2. 이해관계자가 이행해야 하는 제도적, 법적 의무에 영향을 주지 않으면서 각 부문의 이익을 달성하기 위해서는 다양한 이해관계자 간의 광범위한 내부 및 외부 토론과 협의 과정이 필요합니다.
  3. 공공 정책 수단이 제공하는 새로운 방식에 대한 정보를 잠재적 이해관계자들에게 전달하고 전파하기 위해 기술 자료를 개발해야 합니다.
복구 조치에 대한 데이터베이스 개발

이 빌딩 블록의 목적은 생태계 및 경관 복원 프로젝트의 개발자와 구현자에게 제안된 복원 조치의 영향을 측정하기 위한 현장의 주요 정보를 수집할 수 있는 도구를 제공하는 것입니다.

구현 단계는 다음과 같습니다:

  1. 관리 단위 조사: 복원 조치를 위해 선정된 부지에 대한 완전한 정보를 제공하며, 여기에는 생산자의 이름과 성별, 관리 단위의 상관 번호와 코드, 행정 경계, 지리적 좌표, 관리 단위의 면적과 법적 지위, 주요 토지 용도, 현장 사진 등이 포함됩니다.
  2. 관리 하위 단위 조사: 선택한 부지에서 시행할 구체적인 복원 조치에 대한 완전한 정보를 제공하며 관리 하위 단위의 코드, 관리 하위 단위의 좌표 및 면적, 현재 토지 이용, 향후 토지 이용, 시행할 복원 조치 및 관행이 포함됩니다.

이 프로세스를 실행하면 복원 조치와 경관의 여러 부분에서 생태계 서비스 개선과 관련된 정보를 얻을 수 있습니다.

  • 새로운 기술과 업무 분배 체계를 통합하여 현장 데이터 수집 및 처리의 비용 효율성을 높입니다.
  • 양질의 데이터를 수집하기 위해 사무실과 현장 팀 간의 커뮤니케이션 및 성과 프로토콜을 개발합니다.
  • 데이터 수집 및 처리에 대한 피드백을 적시에 제공하고 재처리를 피할 수 있는 감독 체계를 마련하세요.
  • 관리 단위를 수집하는 과정은 이 솔루션에서 가장 많은 시간이 소요되는 부분(프로젝트 실행 금액의 2%로 추정)으로, 적절한 방식으로 수행하지 않으면 비용이 증가할 수 있으므로 사용할 기술, 필요한 직원 수, 데이터 처리 방식에 대한 상세하고 정확한 계획이 필요합니다.
  • 데이터의 처리와 품질을 관리하기 위해 교차 감독(프로젝트와 관련이 없는 조직 내부 직원) 또는 아웃소싱(이를 위해 고용된 외부 직원)이 필요하며, 이를 통해 데이터베이스의 불일치 사항과 현장에서 실행된 내용을 파악할 수 있습니다.
의사 결정 및 계획을 위한 데이터 사용.

SAGE 조사 결과:

  1. 모기장 어업으로 인해 차별을 받는 LMMA 의사 결정에 어부 여성의 참여가 거의 없음.
  2. LMMA 의사 결정에 참여할 수 있는 지역사회의 권리에 대한 인식 부족.
  3. 검사 도구의 부족으로 인해 전체 커뮤니티의 보호 구역 침범과 관련된 사건에 대한 불만 및 후속 조치 과정의 주요 결함.
  4. 협업과 조정이 부족하여 서로 다른 주체 간의 보고서와 활동 계획을 공유하지 않습니다.

권장 사항:

  1. LMMA 설립의 모든 단계에 모기장 어부들을 참여시키고 이들에 대한 기회비용을 우선적으로 고려하세요.
  2. 모든 커뮤니티에 LMMA 의사 결정에 참여할 권리에 대한 정보를 배포하세요.
  3. 지역 사회가 위반자를 신고하도록 장려하고 보호구역 침범과 관련된 사건에 대한 후속 조치를 취합니다.
  4. 주체 간 보고서와 활동 계획을 공유하기 위한 정기적인 회의를 장려합니다.

이러한 권장 사항을 바탕으로 이 프로젝트는 기회비용을 해결하기 위해 여성의 참여를 우선시하는 이매패류 양식을 시행하고 있습니다. 매년 지구, 지방 및 국가 이해관계자 회의를 지원하고 있습니다. LMMA 집행 개선을 위한 장비를 CCP에 지원하고 있습니다. AMA의 교육을 통해 소통과 공평한 거버넌스를 위한 CCP의 기술을 강화하고 있습니다.

포커스 그룹 구성원들이 이 연습의 목적을 잘 이해해야 합니다. 포커스 그룹 구성원들이 기존 상황을 개선하려는 의지가 있어야 하며, 변화가 가능하다는 것을 인식해야 합니다.

SAGE와 IMET 방법론은 프로젝트의 진행 상황을 평가하고 모니터링하는 가장 간단하고, 빠르고, 쉽고, 저렴한 방법입니다. 이러한 도구를 도입하기 전에는 프로젝트에서 데이터를 분석할 때 엑셀만 사용했는데, 설문조사를 수행하기 위해 컨설턴트를 고용해야 했기 때문에 시간과 비용이 많이 들었습니다. 데이터 분석과 해석도 수작업으로 이루어졌기 때문에 시간도 많이 걸렸습니다.

참여형 평가

데이터 수집, 데이터 분석 및 데이터 종합:

이 과정을 위해 다양한 사회적 배경을 가진 주체들이 모여 현지 언어를 사용하고 통역사를 고용하여 번역을 지원했습니다. 참가자들의 교육 수준을 고려하여 적절한 의사소통 수단을 정의했습니다. 사람들은 동일한 이해 집단 또는 사회적 지위(지역 어업위원회, 어민, 어부, 정부, 영향력 있는 구성원 및 소득 창출 대안 등)에 따라 참여했습니다. 첫 번째 단계에서는 개별적으로 토론을 진행한 후 나중에 전체회의에서 논의하고, 토론 참가자들이 합의에 도달하면 이 합의가 최종 대응책으로 고려됩니다. 각 대상 그룹에 참여하는 구성원을 선정할 때 소속 정당, 종교, 사회적 수준, 성별을 고려하지 않고 포용적으로 선정했습니다. 또한 회의 중에 SAGE 프로세스의 중요성에 대해서도 설명했습니다.

진정한 참여를 극대화하려면 FPIC(사전 정보 동의) 표준을 적용해야 합니다. 데이터 수집/진행자 팀은 커뮤니티 구성원들에게 잘 알려져 있고 신뢰할 수 있는 팀으로 인정받아야 합니다. 커뮤니티를 지원하는 장기적인 참여 의식이 있어야 합니다.

여기서 얻은 교훈 중 하나는 개별적으로 논의된 사안의 결과를 전체회의에서 발표하고, 여러 그룹의 구성원들이 같은 아이디어를 논의하고 합의에 도달하는 것이었습니다.

이는 우리가 현지 지식을 소중히 여기고 있다는 신호입니다.

이는 지역 사회가 관리하는 보호 지역의 성공에 도움이 됩니다.

이해관계자 식별 및 분석/사이트 프로필 분석.

행위자/이해관계자 분석 및 식별:

프로젝트 지역의 이해관계자를 파악하기 위해 LMMA 수립을 지원할 수 있는 지역 내 모든 주체들을 역량별로 분류하여 이행에 기여할 수 있는 순위를 매겼습니다. 순위는 1~3점(1 - 낮음, 2 - 중간, 3 - 높음)으로 매겼습니다. 정부, 지역수산위원회, 어업인, 어촌계원, 영향력 있는 구성원(지역사회 및 종교 지도자), 대체 소득 창출 활동 그룹 등 3점을 받은 이해관계자만 선정했습니다.

그런 다음 이해관계자들은 SAGE/IMET 방법론 소개 및 배경 워크숍과 평가에 직접 참여함으로써 평가에 참여했습니다.

연구 현장의 프로필:

보호하고 있는 서식지의 유형, 어종, 임시 및 영구 보호(이 경우 문어와 같이 수명이 짧은 어종의 경우 임시 보호, 가계 소득 증대 목적, 다음 세대를 위한 생물다양성 보존을 위한 영구 보호 또는 재입식, 그러나 낚시가 허용되는 지역으로 어류가 넘쳐날 수 있음) 보호 구역의 크기, 법적 체계 등 연구 대상지의 특성화.

이 빌딩 블록의 핵심 요소에는 모든 이해관계자를 파악하고 그 순위를 정확하게 매길 수 있도록 우리가 일하는 지역사회와 환경에 대해 깊이 있게 이해하고 있는 프로젝트 팀원을 참여시키는 것이 포함됩니다. 또한 이해관계자의 LMMA 이행 역량과 이해관계자를 가장 잘 참여시키는 방법에 대한 다양한 의견을 수렴하기 위해 팀원들의 대표성을 폭넓게 확보하는 것이 중요합니다.

포커스 그룹과 이해관계자 간의 원활한 데이터 수집을 위해서는 (i) 명확한 질문을 통해 모든 사람이 문제를 잘 인지하고 있는지 확인하고, (ii) 필요한 경우 번역에 필요한 시간을 고려하며, (iii) 의견 차이를 표현할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 또한 LMMA 공동 관리 계획을 개선하기 위한 개선 계획을 구체화하기 위해 모든 이해관계자의 동의를 얻기 위해 다중 이해관계자 협의(IMET 및 SAGE 평가 결과 발표 포함)를 여러 차례 반복해야 했습니다.