
Сохранение береговых птиц

Мелиорация привела к значительному сокращению прибрежных водно-болотных угодий, что привело к резкому сокращению численности водно-болотных птиц, и это подчеркивает настоятельную необходимость восстановления мест обитания. Чтобы обеспечить идеальное место для укрытия во время прилива для самого важного места стоянки береговых птиц в Желтом море, мы провели проект по восстановлению водно-болотных угодий Тиаозини. В качестве демонстрационного участка для восстановления места укрытия приливов и отливов был создан морской рыбный пруд площадью 720 акров. В рамках проекта удалось создать среду обитания, отвечающую потребностям различных перелетных водных птиц, благодаря ряду научных мер, таких как микроизменение рельефа, регулирование уровня воды, контроль растительности и автоматический вспомогательный мониторинг водных птиц. С момента своего создания TZN720 привлек большое количество водоплавающих птиц, а в 2024 году был зафиксирован рекордный показатель - 188500 водоплавающих птиц. Наш успешный опыт реализации этого проекта был включен в сборник "100+ кейсов по биоразнообразию", выпущенный на 15-й Конференции сторон Конвенции о биологическом разнообразии (КБР-КП15) Форумом НПО.
Контекст
Решаемые задачи
Мелиорация не только сокращает кормовые угодья для водоплавающих птиц, но и уменьшает места их гнездования во время приливов. Во время весеннего прилива большая часть грязевых отмелей оказывается затопленной, и водоплавающие птицы вынуждены заходить на территорию искусственного мелиорирования, чтобы отдохнуть. Однако из-за производственной деятельности человека качество приливных мест для ночлега в мелиоративной зоне очень нестабильно, поэтому важной мерой защиты является восстановление высококачественных приливных мест для ночлега мигрантов в важных районах распространения птиц. После проведения восстановительных работ необходимо оценить и проконтролировать их эффективность в течение длительного времени. В последнее время беспилотные устройства, такие как видеонаблюдение, широко используются для мониторинга сообществ водоплавающих птиц в прибрежных водно-болотных угодьях. Однако большой объем видеозаписей представляет собой двойную проблему - хранения и анализа. Ручной метод анализа отнимает много времени и чреват ошибками, что является важным препятствием для быстрой обработки данных, продвижения и применения результатов.
Расположение
Процесс
Краткое описание процесса
Разработанная в рамках данного проекта автоматическая вспомогательная система мониторинга водоплавающих птиц может обрабатывать массивные данные о водоплавающих птицах, собранные камерами наблюдения высокой четкости, такие как идентификация, подсчет и оценка плотности. Это позволяет департаменту управления с высокой точностью отслеживать сообщество водоплавающих птиц, использующих это место укрытия во время прилива, а также своевременно и эффективно оценивать и управлять восстановленным местом укрытия.
Строительные блоки
Создание и управление высококачественными местами для укрытия береговых птиц
С помощью ряда научных мер, таких как изменение микрорельефа, регулирование уровня воды и восстановление экологии водно-болотных угодий, мы стремимся создать среду обитания, которая сможет удовлетворить потребности различных перелетных птиц. После завершения проекта реставрации при ежедневном управлении местом прилива и отлива необходимо поддерживать определенную пропорцию голых равнин, мелководных участков, глубоководных участков и контролируемых участков с низкой растительностью. Вручную контролируя уровень воды для обеспечения относительной стабильности различных участков уровня воды, контролируя высоту сорняков для поддержания голых участков равнины, чтобы обеспечить среду обитания различных перелетных водных птиц, таких как береговые птицы, цапли, чайки, утки и т.д. Использование беспилотных устройств, таких как видеонаблюдение, для мониторинга сообществ водоплавающих птиц с целью оценки характера использования мест обитания этими перелетными птицами и последующей оценки качества среды обитания.
Мониторинг сообществ водоплавающих птиц с помощью видеонаблюдения
Мониторинг водно-болотных птиц является основой стратегий охраны и управления почти всеми типами водно-болотных экосистем. С постоянным совершенствованием инфраструктуры охраны водно-болотных угодий в Китае, включая дистанционные устройства для сбора большого количества акустических и визуальных данных о дикой природе, растет спрос на технологии фильтрации и анализа данных. Обнаружение объектов на основе глубокого обучения стало фундаментальным решением для анализа больших данных и было протестировано во многих областях применения. Однако эти методы глубокого обучения еще не были опробованы для обнаружения мелких водных птиц в видеозаписях мониторинга в режиме реального времени. Мы предлагаем улучшенный метод обнаружения, который добавляет дополнительные головки предсказания, модули внимания SimAM и непрерывные кадры в YOLOV7, названный YOLOv7 Waterbirds, для устройств видеонаблюдения в реальном времени, чтобы определить зоны внимания и выполнить задачи мониторинга водных птиц (идентификация, подсчет и оценка плотности). На основе набора данных по водоплавающим птицам средняя точность (mAP) YOLOv7 Waterbirds составляет 67,3 %, что примерно на 5 % выше, чем у эталонной модели. Кроме того, коэффициент запоминания улучшенного метода составляет 87,9% (точность=85%), а коэффициент запоминания для мелких водоплавающих птиц (определяемых как пиксели размером менее 40x40) - 79,1%, что говорит о том, что его производительность при обнаружении мелких объектов превосходит оригинальный метод и многие другие популярные алгоритмы глубокого обучения. Этот алгоритм может быть использован департаментами по управлению охраняемыми территориями или другими организациями для использования существующих камер наблюдения для более точного мониторинга водных растений, что в определенной степени способствует сохранению дикой природы.
Воздействие
С момента своего создания в 2020 году место прилива TZN720 поддерживало 56800 водно-болотных птиц и росло год от года. По состоянию на 2024 г. здесь размещалось до 189000 водно-болотных птиц, в том числе улит Нордмана (EN), численность которого увеличилась с 1150 особей в 2020 г. до более чем 2000 особей в 2024 г., что всегда было самой крупной стаей NG в мире, обеспечивающей важнейшие данные для оценки численности. Успешный опыт восстановления и управления TZN720 был включен в "100+ случаев биоразнообразия", выпущенный на 15-й Конференции сторон Конвенции о биологическом разнообразии (CBD-COP15) Форумом НПО. Это также известный китайский образец охраны Всемирного природного наследия, о котором часто пишут многие известные китайские СМИ и который привлекает большое количество общественности. Он был включен в сводное руководство по восстановлению и управлению солеными болотами и межпластовыми равнинами: подход, основанный на фактических данных, составленное группой "Фактические данные по охране природы" Кембриджского университета и Wetlands International. Тем временем мы проверили эффективность и производительность системы автоматического вспомогательного мониторинга водоплавающих птиц на TZN720, и результаты показали, что наш метод превосходит многие другие популярные алгоритмы глубокого обучения. Этот алгоритм может быть использован департаментами по управлению охраняемыми территориями или другими организациями, что будет способствовать сохранению дикой природы.
Бенефициары
Научно-исследовательские институты, агентства по управлению охраняемыми территориями, центральное правительство, местные органы власти, СМИ, туристы, практические работники местной сферы услуг
Кроме того, объясните потенциал масштабируемости вашего решения. Можно ли его тиражировать или распространить на другие регионы или экосистемы?
В связи с широким распространением приливно-отливной мелиорации в ЕААФ, в густонаселенных и быстро развивающихся прибрежных районах имеется большое количество важных мест обитания птиц, которые нуждаются в подобных проектах восстановления. Таким образом, успешный опыт искусственного создания высококачественных приливно-отливных мест гнездования водоплавающих птиц может быть распространен на все прибрежные районы Китая, Восточной Азии, Юго-Восточной Азии и других регионов мира, сталкивающихся с аналогичными проблемами. Между тем, разработанная в рамках данного проекта система автоматической вспомогательной идентификации и мониторинга водоплавающих птиц может быть также применена для управления различными типами мест обитания водоплавающих птиц.
Глобальная рамочная программа по биоразнообразию (ГРП)
Цели устойчивого развития
История

Меня зовут Хонгян Ян, я доктор орнитологии. Более 10 лет я занимался изучением береговых птиц, особенно красноголовок, в Бохайском заливе, северном экорегионе моря Йеллоу, Китай. С 2020 года я работаю в CEAAF в качестве научного сотрудника. Я пришел в центр в августе 2020 года, когда место прилива TZN720 было только создано. Моя первая работа заключалась в подсчете водных птиц в TZN720 раз в полмесяца. Это действительно поразительно по сравнению с тем, что я наблюдал за береговыми птицами на севере Желтого моря. В то лето я наблюдал десятки тысяч береговых птиц, сгрудившихся в TZN720, в том числе 20 с лишним куликов-лопатней одновременно, счастливо устроившихся на сухих голых отмелях или даже кормящихся на мелководье! Некоторые из них даже сохранили свое гнездовое оперение, такие милые и красивые создания! Честно говоря, SBS иногда встречались на моем участке исследований в Бохайском заливе, но у меня никогда не было возможности увидеть их. Но в Тиаозини, надо же, я встречал их почти в каждом исследовании во время пикового периода их пребывания в водно-болотных угодьях Тиаозини, особенно в TZN720. Вы, наверное, знаете, что TZN является самым важным местом остановки в мире для этого невероятно ценного вида. Мне повезло! Численность SBS в TZN была довольно стабильной, но тенденции к росту численности двух других охраняемых видов - улит Нордманна и большой кроншнеп - действительно открыли мне глаза. В TZN720 я лично насчитал 1450 особей в 2023 году и более 2000 в 2024 году! Отметим, что предыдущая оценка численности этого вида составляла всего около 1000 особей. Почти каждую осень наша команда получала новые самые высокие показатели численности НГ в мире во время исследования TZN720! Просто удивительно и приятно наблюдать такое большое количество этого исчезающего вида. Да благословит Господь эту землю! Что касается большого узла, то я был хорошо знаком с ним, потому что в Бохайском заливе я обычно наблюдал более 10000 особей в пиковое время во время их миграции на север. Но TZN720 снова потряс меня: В 2023 году я насчитал более 40000 GN, что, как я слышал, уже было самой плотной группой в Китае, но в 2024 году, угадайте, сколько я насчитал в TZN720? В два раза больше!!! Поверьте мне, я действительно чувствовал, что мои глаза слепнут от подсчета этих птиц, а также других 70000 еще более мелких береговых птиц, большинство из которых были песочниками, чернозобиками и красношейными песочниками. Так что, видите ли, так очевидно и несомненно, что я люблю эту землю, я люблю TZN720, я люблю этих огромных береговых птиц, заслонивших небо перед моими глазами. Я почувствовал, что в этот мир спустились настоящие небеса.