Акустический мониторинг и анализ

Акустическая составляющая проекта имеет особое значение, поскольку она сыграла ключевую роль в автоматическом обнаружении более 138 видов, причем 95 из них были интегрированы в наши алгоритмы поиска. Это создает надежную основу для непрерывного мониторинга региона в ближайшие годы, позволяя нам наблюдать, как различные экологические факторы влияют на присутствие видов.

Наш успех в обнаружении видов стал возможен благодаря данным, собранным с помощью устройств, и стратегическим партнерским отношениям, которые мы установили, в частности с Rainforest Connection. Кроме того, местные эксперты сыграли решающую роль в подтверждении присутствия видов.

Комплексный пассивный акустический мониторинг в сочетании с методами ИИ позволил идентифицировать 95 видов. Наблюдается положительная корреляция между видовым богатством и низкоствольным лесным покровом. Кроме того, анализ звукового ландшафта выявил различия, связанные с разными сезонами и типами местообитаний. Однако в ходе эксперимента мы столкнулись с проблемой нехватки учебных данных по редким видам. Чтобы решить эту проблему, мы провели несколько раундов установки датчиков в разные сезоны.

Международный симпозиум

Симпозиум проходил под руководством Управления иностранных дел провинции Хайнань, Департамента природных ресурсов и планирования провинции Хайнань, Департамента экологии и окружающей среды провинции Хайнань, Департамента лесного хозяйства провинции Хайнань; и при поддержке лаборатории больших данных Научно-исследовательского института экоцивилизации CASS, исследовательского аналитического центра Научно-исследовательского института экоцивилизации CASS, Института зоологии Китайской академии наук, Тропического ботанического сада Сишуанбаньна Китайской академии наук, Института углеродной нейтральности Университета Цинхуа, Передового междисциплинарного института окружающей среды и экологии, компании Huawei Technologies Co., Ltd., Хайнаньский университет, Хайнаньский нормальный университет, Федерация академиков Хайнаня, Саньяская исследовательская база Международного центра бамбука и ротанга.

Двухдневный симпозиум был посвящен теме "сохранение флагманских видов тропических дождевых лесов - гиббонов", "сохранение биоразнообразия тропических дождевых лесов" и проходил в сочетании онлайн и офлайн мероприятий.

По случаю третьей годовщины создания Хайнаньского института национальных парков и 8-го Международного дня гиббона (24 октября 2022 года) Департамент лесного хозяйства провинции Хайнань, муниципалитет Ужишань, Фонд общественного благосостояния тропических лесов Хайнаньского зеленого острова и Хайнаньский институт национальных парков совместно организовали "Международный симпозиум по сохранению тропических лесов 2022 года" на тему "Защита тропических лесов - реализация экологических ценностей", который прошел при поддержке Eco Foundation Global (EFG).

Конференция достигла следующих конкретных результатов:

  • Подписание Хартии GGN (Хартия Глобальной сети сохранения гиббонов).
  • l Объявление о создании первого секретариата GGN в Хайнаньском институте национального парка и глобальный запуск логотипа GGN.
  • Это первый из первых пяти национальных парков Китая, первые отечественные природоохранные исследовательские организации инициировали создание международных организаций по защите заветных видов, что имеет историческое значение.
  • Опубликована декларация Глобальной сети гиббонов о сохранении видов в форме объединения GGN с МСОП SSA, с гиббоном в качестве представителя.
  • Представление Списка приоритетных видов для сохранения в Национальном парке тропических дождевых лесов Хайнаня на примере KBAs и официальное опубликование Списка приоритетных видов для сохранения в Национальном парке тропических дождевых лесов Хайнаня.
Анализ звуковой картины

Завершена ручная проверка 532 акустических образцов хайнаньских гиббонов, включая те, что были получены во время слежения и наблюдения за гиббонами с помощью портативного диктофона, и те, что были получены с помощью автоматического диктофона. В процессе отбора изначально были выделены три категории качества записи: высокое, среднее и низкое. Было получено 44 высококачественных записи от семи индивидуальных абонентов. Семь индивидуальных абонентов - это GAM1、GBM1、GBSA、GCM1、GCM2、GDM1、GEM1, где буква после "G" означает номер семейной группы, а буква после "M/S" - индивидуальный номер взрослого самца/взрослого самца. Только около 40,9% записей были сделаны вручную. Необработанные файлы всех автоматизированных записей были предоставлены командой профессора Ван Цзичао, а соответствующие данные были сохранены в Хайнаньском институте национальных парков.

Mel-frequency cepstrum coefficients (MFCCs) - это метод извлечения признаков частотной огибающей по цепструму после ослабления высокочастотной информации на основе человеческого слуха[1], который имеет широкий спектр применения в области человеческой и биоакустики. В данном исследовании для автоматического извлечения признаков используются MFCC и разности первого и второго порядков (△、△2).

Было выявлено 5 сигнальных нот самца хайнаньского гиббона (рис. 1), включая ноту boom, ноту aa, премодулированную ноту, модулированную ноту-R0 и модулированную ноту-R1.

Согласно гипотезе акустической ниши, призывы разных видов различаются во временной и частотной областях (см. рис. 2), поэтому извлечение признаков в определенном частотном диапазоне может значительно уменьшить влияние шума, и чем меньше очерченный частотный диапазон, тем больше вероятность того, что будет исключено больше шума. Кроме того, когда структура каждой минимальной единицы распознавания (MRU) одинакова, сложность распознавания значительно снижается.

Учитывая вышеизложенное, на данном этапе исследования мы попробовали (1) применить только pre и (2) использовать pre + n×mR0 в качестве MRU, соответственно, и сравнить результаты классификации, чтобы определить наиболее подходящее извлечение признаков в последующей работе. В случае с аннотацией голоса все вышеперечисленные шаги могут быть реализованы автоматически с помощью кода на языке R.

Характеристика эталонной экосистемы и определение уровней деградации

Цель этого блока - предоставить техническим группам биологические параметры, необходимые для определения текущего состояния экосистемы (уровень деградации) и желаемого состояния (здоровое), чтобы определить соответствующие меры по восстановлению конкретной экосистемы; например, мы будем использовать пример гватемальского сухого леса.

Характеристика экосистемы дается с помощью документального обзора и геопространственного анализа, определяющего общие исходные условия экосистемы и ее ассоциации. Распределение / Климат / Качество почвы / Топографическая высота / Разнообразие флоры / Разнообразие фауны / Дазометрические характеристики эталонных экосистем. Для сухого леса были выделены 3 ассоциации: 1) терновый кустарник, 2) высокий сухой лес и 3) тугайный лес.

Определение уровней деградации проводится путем обследования участков, сравнивая сукцессионные состояния эталонной экосистемы с дазометрическими характеристиками, полученными на участках. В случае сухого леса были определены три уровня деградации: 1) пионерная сукцессия, 2) вторичный лес и 3) деградированный лес.

  1. Наличие рамочной политики, определяющей работу в стратегических лесных экосистемах как приоритетную.
  2. Наличие политических инструментов (стратегий сохранения, общих руководящих принципов управления лесами и т. д.), ориентированных на стратегические лесные экосистемы.
  3. Группы, заинтересованные в продвижении или обновлении инструментов государственной политики в стратегических лесных экосистемах, где они осуществляют свою деятельность.
  1. Качество характеристики эталонных экосистем и уровней их деградации будет зависеть от количества и качества имеющейся документальной и геопространственной информации; получение этой информации и обследование участков в полевых условиях может быть ресурсоемким и трудоемким.
Экспериментальная система мониторинга

Экспериментальная система мониторинга состоит из набора параметров для отслеживания поведения вида, практики передвижения посетителей и выявления рисков:

  • GPS-передатчики: они запрограммированы на сбор данных и имеют график загрузки; вокруг гнезда установлено зонирование.
  • Программное обеспечениеAxis Station: Axis Loitering Guard отслеживает движущиеся объекты и запускает оповещения (например, пользователь находится на тропе в течение x времени), звуковые оповещения и уведомления при превышении порогового значения. Axis Fend Guard обнаруживает события взаимодействия (например, птица покидает следующую, два пользователя уходят с тропы).
  • Предупреждения о возможной гибели, потенциальном изгнании с территории, отсутствии в гнезде, пользователях вблизи гнезда и пороговых значениях шума.
  • Другие данные, связанные с использованием троп пользователями и процессом размножения орла Бонелли.
  • Ежегодные отчеты о пространственной мобильности хищников, полугодовые отчеты о взаимодействиях и критических событиях.

Важно рассчитывать на простое в использовании программное обеспечение, запрограммированное на нужные параметры. Важно, чтобы параметры максимально соответствовали конкретным потребностям мониторинга и были как можно более краткими, чтобы менеджеры парка могли провести надлежащий мониторинг и отреагировать на любые предупреждения.

Следует отметить, что некоторые ситуации, связанные с дикой природой, невозможно контролировать. Например, в нашем случае мы столкнулись с неудачным размножением пары орланов Бонелли, что частично изменило цель мониторинга.

Хотя в настоящее время изучается возможность использования более сложного программного обеспечения для управления оповещениями на основе искусственного интеллекта, для начала разработки действующей программы мониторинга, оповещающей о событиях, связанных с критическими рисками, вполне достаточно простого программного обеспечения, например Axis Station . Процессы и процедуры управления предварительным оповещением, сбора и анализа данных необходимо периодически оптимизировать на основе уроков, полученных в ходе этого процесса.

Включение мер по развитию кофе в политику лесного хозяйства

Цель этого блока - разработать политику управления агролесомелиорацией в соответствии с кофейным хозяйством и увязать ее с политикой развития лесного хозяйства страны, отвечая на вызовы рынка и применимого международного законодательства.

По сути, необходимо продвигать политику стимулирования (экономическую и/или коммерческую), стимулирующую агролесоводство на кофейных плантациях и, одновременно, цепочки создания стоимости в лесном секторе в виде мелких лесоматериалов.

Для этого необходимы два основных элемента:

  1. Способность корректировать программы лесного хозяйства с учетом элементов агролесоводства, не подрывая производство кофе, но сохраняя дух лесной политики.
  2. Содействие межсекторальному диалогу по вопросу агролесоводства на кофейных плантациях с целью выявления точек технического и политического совпадения.

Для иллюстрации этого элемента используется пример программы стимулирования лесного хозяйства в Гватемале -PROBOSQUE, которая внесла коррективы в механизм стимулирования лесного хозяйства в части агролесоводства, изменив параметры, чтобы включить выращивание кофе, что дало больший эффект.

  1. Иметь четкие рамки лесной политики, которые, во-первых, определяют масштаб ее цели как государственной политики, субъекты, которые ожидают получить выгоду, и ожидаемые результаты ее реализации; во-вторых, вопросы, в которых она может и должна генерировать синергию для достижения целей лесной политики.
  2. Наличие консолидированных инструментов государственной политики, позволяющих взаимодействовать с другими производственными секторами. Программа стимулирования лесного хозяйства Гватемалы -PROBOSQUE - была создана в 1996 году и продолжает действовать до сих пор.
  1. Разработка пилотных инициатив необходима для оценки и/или проверки технических предположений различных заинтересованных сторон при корректировке инструментов государственной политики; в данном случае государственного лесного сектора и организованного частного кофейного сектора.
  2. Для достижения преимуществ различных секторов без ущерба для институциональных и правовых мандатов, которые должны выполнять заинтересованные стороны, необходимы широкие внутренние и внешние процессы обсуждения и консультаций между различными заинтересованными сторонами.
  3. Необходимо разработать технические материалы, чтобы донести и распространить информацию до потенциальных заинтересованных сторон о новых возможностях, предлагаемых инструментами государственной политики.
Разработка базы данных по мерам по восстановлению

Цель этого блока - предоставить разработчикам и исполнителям проектов по восстановлению экосистем и ландшафтов инструмент для сбора ключевой информации на местах для оценки воздействия предлагаемых восстановительных мероприятий.

Для его реализации необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Обследование хозяйственных единиц: предоставляет полную информацию об участках, выбранных для проведения восстановительных мероприятий, и включает: имя и пол производителя, номер и код хозяйственной единицы, административные границы, географические координаты, площадь и правовой статус хозяйственной единицы, преобладающее землепользование и фотографию участка.
  2. Обследование хозяйственных единиц: предоставляет полную информацию о конкретных мерах по восстановлению, которые должны быть реализованы на выбранных участках, и включает в себя: коды хозяйственных единиц, координаты и площади хозяйственных единиц, текущее землепользование, будущее землепользование, меры по восстановлению и практики, которые должны быть реализованы.

Выполнение этого процесса позволяет получить информацию, которая связывает восстановительные мероприятия с улучшением экосистемных услуг в различных частях ландшафта.

  • Внедрение новых технологий и схем распределения работ, чтобы сделать сбор и обработку данных на местах экономически эффективными.
  • Разработайте протоколы общения и работы между офисом и полевыми группами для сбора качественных данных.
  • Разработать схему надзора, обеспечивающую своевременную обратную связь по сбору и обработке данных и исключающую повторную обработку.
  • Процесс сбора единиц управления является наиболее трудоемкой частью данного решения (по оценкам, он составляет 2% от суммы выполнения проекта), поэтому требует детального и точного планирования используемых технологий, количества необходимого персонала и способов обработки данных, так как несоблюдение этого требования может привести к увеличению расходов.
  • Для обеспечения обработки и качества данных необходим перекрестный контроль (внутренний персонал организации, не связанный с проектом) или аутсорсинг (внешний персонал, нанятый для этой цели), который может выявить несоответствия в базах данных и в том, что было выполнено на местах.
Использование данных для принятия решений и планирования.

Выводы SAGE:

  1. Незначительное участие рыбачек в принятии решений по LMMA, дискриминация из-за ловли рыбы с помощью москитной сетки.
  2. Отсутствие признания прав сообщества на участие в принятии решений в LMMA.
  3. Серьезные недостатки в процессе рассмотрения жалоб и принятия последующих мер по делам, связанным с вторжением в заповедники всего сообщества, из-за отсутствия инструментов проверки.
  4. Дефицит сотрудничества и координации, не происходит обмена отчетами и планами деятельности между различными субъектами.

Рекомендации:

  1. Привлекать рыбаков с москитной сеткой на всех этапах создания LMMA и определять приоритетность альтернативных издержек для них.
  2. Распространить информацию о правах на участие в принятии решений по LMMA среди всех членов сообщества.
  3. Поощрять сообщество сообщать о нарушителях и отслеживать случаи, связанные с вторжением в заповедники.
  4. Содействовать проведению регулярных встреч для обмена отчетами и планами действий между участниками.

Основываясь на этих рекомендациях, проект внедряет аквакультуру двустворчатых моллюсков, уделяя первоочередное внимание участию женщин, чтобы снизить альтернативные издержки. Мы поддерживаем ежегодные районные, провинциальные и национальные встречи заинтересованных сторон. Мы поддерживаем ППС оборудованием для улучшения соблюдения LMMA. Мы укрепляем навыки ППС в области коммуникации и справедливого управления посредством обучения, проводимого АМА.

Цель этого упражнения должна быть хорошо понятна членам фокус-группы. У членов фокус-группы должно быть желание улучшить существующие условия, и они должны понимать, что изменения возможны.

Методологии SAGE и IMET - это самый простой, быстрый, легкий и дешевый способ оценки и мониторинга хода реализации проекта. До внедрения этих инструментов проект использовал только EXCEL для анализа данных, а это отнимало много времени и стоило дорого, так как для проведения опросов приходилось нанимать консультантов. Анализ и интерпретация данных также проводились вручную, что тоже отнимало много времени.

Совместная оценка

Сбор данных, анализ данных и их обобщение:

Организованные группы участников из разных социальных слоев собрались для участия в этом процессе, который проходил на местном языке, а для помощи в переводе был привлечен переводчик. Чтобы учесть уровень образования участников, мы определили соответствующие средства коммуникации. Люди участвовали в соответствии с одной и той же группой интересов или социальным статусом (Общинный рыбохозяйственный совет, рыбаки, рыбачки, правительство, влиятельные члены и альтернативные источники дохода, среди них). На первом этапе дискуссии велись отдельно, а затем обсуждались на пленарном заседании; после обсуждения участники пришли к консенсусу, и именно этот консенсус рассматривался как окончательный ответ. Чтобы обеспечить инклюзивный характер отбора членов каждой целевой группы, не учитывались партийная принадлежность, вероисповедание, социальный уровень, пол. Во время встреч мы также объясняли важность процесса SAGE.

Для максимального обеспечения подлинного участия должны применяться стандарты FPIC (предварительное информированное согласие). Команда по сбору данных/фасилитатор должны быть хорошо известны членам сообщества и пользоваться доверием. Должно быть ощущение долгосрочного участия в поддержке сообщества.

Один из извлеченных уроков - представление результатов обсуждения вопросов по отдельности на пленарном заседании, где члены разных групп обсуждают одни и те же идеи и приходят к консенсусу.

Это знак того, что мы ценим местные знания.

А это очень важно для успеха природоохранной территории, управляемой сообществом.

Выявление и анализ заинтересованных сторон/анализ профиля объекта.

Анализ и выявление участников/заинтересованных сторон:

Для того чтобы понять заинтересованные стороны на территории проекта, все субъекты в округе, способные поддержать создание МООС, были проранжированы по способности внести вклад в его реализацию. Ранжирование проводилось от 1 до 3 баллов (1 - низкий уровень, 2 - средний и 3 - высокий). Были отобраны только те заинтересованные стороны, которые набрали 3 балла, а именно: правительство, Общинный совет по рыболовству, рыбаки, рыбачки, влиятельные члены (общинные и религиозные лидеры) и группы, занимающиеся альтернативными видами деятельности, приносящими доход.

Затем заинтересованные стороны были вовлечены в процесс с помощью методологий SAGE/IMET, вводного и ознакомительного семинаров, а также путем участия в самих оценках.

Характеристика участков исследования:

Характеристика места исследования, включающая тип среды обитания, которую мы защищаем, виды, тип заповедника, который мы реализуем - временный и постоянный (временный для недолговечных видов, в данном случае осьминогов, и с целью увеличения дохода домохозяйств, а постоянный заповедник или пополнение запасов для сохранения биоразнообразия для последующих поколений, но это может вызвать перелив рыбы в зону, где разрешен лов), размеры заповедников, правовая база.

Ключевыми факторами, способствующими развитию этого блока, являются привлечение членов проектной группы, которые хорошо и глубоко понимают сообщества и ландшафты, в которых мы работаем, чтобы обеспечить правильную идентификацию и ранжирование всех заинтересованных сторон. Кроме того, важно иметь широкое представительство членов команды, чтобы иметь большее количество мнений о возможностях заинтересованных сторон в реализации LMMA и о том, как лучше всего их привлекать.

Чтобы обеспечить беспрепятственный сбор данных среди фокус-групп и заинтересованных сторон, важно (i) иметь четкие вопросы и убедиться, что проблемы хорошо воспринимаются всеми, (ii) учесть время, необходимое для перевода, когда это необходимо, и (iii) дать возможность выразить расхождение во мнениях. Кроме того, консультации с участием многих заинтересованных сторон (с презентацией результатов оценок IMET и SAGE) необходимо было повторить несколько раз, чтобы получить поддержку всех заинтересованных сторон для разработки планов по улучшению совместного управления LMMA.