
海岸鸟类保护

填海导致沿海湿地大幅减少,导致水鸟数量急剧下降,这凸显了恢复栖息地的迫切性。为了给黄海最重要的海岸鸟类栖息地提供理想的高潮栖息地,我们在蕉子坭湿地开展了恢复项目。我们开发了一个占地 720 英亩的向海鱼塘,作为恢复高潮栖息地的示范区。该项目通过微地形改造、水位调节、植被控制、水鸟自动辅助监测等一系列科学措施,成功营造了满足各种迁徙水鸟需求的栖息地。自建立以来,TZN720 吸引了大量水鸟,2024 年的单次记录为 188500 只水鸟。我们该项目的成功经验已被收录到第十五届生物多样性公约缔约方大会(CBD-COP15)非政府组织论坛发布的 "生物多样性 100+ 案例 "中。
背景
应对的挑战
填海不仅减少了水鸟的觅食地,也减少了它们在涨潮时的栖息地。春潮时,大部分泥滩被淹没,水鸟被迫进入人工填海区栖息。然而,由于人类的生产活动,填海区的涨潮栖息地质量很不稳定,因此,在重要的鸟类分布区恢复高质量的候鸟涨潮栖息地是一项重要的保护措施。修复工程完工后,需要对其效果进行评估和长期监测。最近,视频监控等无人值守设备已被广泛用于监测沿海湿地的水鸟群落。然而,大量的视频记录带来了存储和分析的双重挑战。人工分析方法耗时长、易出错,是数据快速处理和成果推广应用的重要瓶颈。
地点
过程
过程概述
本项目开发的水鸟自动辅助监测系统可对高清监控摄像机采集的大量水鸟数据进行处理,如识别、计数和密度估算等。这使得管理部门能够更准确地监测使用该高潮栖息地的水鸟群落,并对该修复栖息地进行及时有效的评估和管理。
积木
为海岸鸟类建立和管理高质量的栖息地
通过微地形改造、水位调节、湿地生态修复等一系列科学措施,营造满足各种候鸟需求的栖息环境。修复工程完成后,在日常管理中,高潮栖息地需要保持一定比例的裸露平地、浅水区、深水区和可控低植被区。通过人工控制水位,保证不同水位区域的相对稳定,控制杂草高度,保持裸露滩涂区域,以提供岸鸟、苍鹭、海鸥、野鸭等不同迁徙水鸟的栖息地。利用视频监控等无人设备协助监测水鸟群落,以评估这些候鸟使用栖息地的模式,进而评估栖息地质量。
水鸟群落视频监控
水鸟监测是各类湿地生态系统保护和管理策略的基础。随着中国湿地保护基础设施的不断完善,包括用于采集大量野生动物声学和视觉数据的远程设备,对数据过滤和分析技术的需求日益增加。基于深度学习的目标检测已成为大数据分析的基本解决方案,并在多个应用领域进行了测试。然而,这些深度学习技术尚未用于检测实时监测视频中的小型水鸟。我们提出了一种改进的检测方法,在 YOLOV7 中增加了额外的预测头、SimAM 注意模块和连续帧,称为 YOLOv7 Waterbirds,用于实时视频监控设备识别注意区域并执行水鸟监测任务(识别、计数和密度估算)。基于水鸟数据集,YOLOv7 waterbird 的平均准确率(mAP)值为 67.3%,比基准模型高出约 5%。此外,改进方法的召回率为 87.9%(准确率=85%),小型水鸟(定义为小于 40x40 像素)的召回率为 79.1%,表明其在小型物体检测方面的性能优于原始方法和许多其他流行的深度学习算法。该算法可用于保护区管理部门或其他组织,利用现有的监控摄像机对水生植物进行更高精度的监测,在一定程度上为野生动物保护做出贡献。
影响
自 2020 年建立以来,TZN720 涨潮栖息地共栖息了 56800 只水鸟,并逐年增长。截至2024年,在此栖息的水鸟多达18.9万只,其中诺德曼绿噪鲉(EN)从2020年的1150只增加到2024年的2000多只,一直是世界上最大的单个NG群,为种群数量估计提供了重要数据。TZN720修复和管理的成功经验已被列入第十五届《生物多样性公约》缔约方大会(CBD-COP15)非政府组织论坛发布的 "生物多样性100+案例"。同时,它也是著名的世界自然遗产保护的中国样本,被国内多家知名媒体频频报道,吸引了大量公众的关注。它已被纳入剑桥大学保护证据小组和国际湿地组织共同编制的《盐沼和界面滩涂恢复与管理:基于证据的方法指南》。同时,我们在TZN720测试了水鸟自动辅助监测框架的有效性和性能,结果表明我们的方法优于许多其他流行的深度学习算法。该算法可用于保护区管理部门或其他组织,为野生动物保护做出贡献。
受益人
研究机构、保护区管理机构、中央政府、地方政府、媒体、游客、当地服务业从业人员
此外,请说明您的解决方案的扩展潜力。能否复制或扩展到其他地区或生态系统?
由于潮间带填海造地在东亚和太平洋地区的广泛应用,在人口稠密和快速发展的沿海地区,有大量重要的鸟类栖息地需要此类修复工程。因此,人工创造高质量水鸟高潮栖息地的成功经验可以推广到整个中国沿海地区、东亚、东南亚以及面临类似挑战的世界其他地区。同时,本项目开发的水鸟自动辅助识别与监测框架也可应用于各类水鸟栖息地的管理。
全球生物多样性框架 (GBF)
可持续发展目标
故事

我叫杨红艳,鸟类学博士。我曾在中国北部渤海湾从事过十多年的海岸鸟类研究,尤其是赤麻鸭。自2020年起,我开始在中国环境科学研究院从事研究工作。我于 2020 年 8 月加入该中心,当时 TZN720 涨潮栖息地刚刚建立。我的第一份工作是半个月一次在 TZN720 统计水鸟的数量。与我在黄海北部的岸鸟经历相比,这真的令人吃惊。那年夏天,我亲眼目睹了数以万计的滨鸟挤在 TZN720 上,其中一次就有 20 多只勺嘴鹬,它们快乐地栖息在干燥裸露的滩涂上,甚至在浅水区觅食!其中一些甚至还保持着繁殖期的羽毛,真是可爱又美丽的生物!老实说,我在渤海湾的研究地点偶尔也会看到 SBS,但我从来没有机会看到它们。但是,在鸟子矶,哇,在鸟子矶湿地,特别是在 TZN720,几乎每次调查都能见到它们。您可能知道,TZN 是这一不可思议的珍贵物种在世界上最重要的集结地。我很幸运!TZN的SBS数量相当稳定,但另外两个受保护物种--诺德曼氏青须鹬和大杓鹬的数量呈上升趋势,让我大开眼界。在 TZN720,我个人统计到 2023 年有 1450 只,2024 年超过 2000 只!需要注意的是,该物种之前的种群数量估计仅为 1000 只左右。在 TZN720 调查期间,我们团队几乎每年秋天都能获得世界上最高的 NG 数量!能亲眼目睹这一濒危物种如此庞大的数量,真是令人惊叹和满足。上帝保佑这片土地!说到大结节,我对它们非常熟悉,因为在渤海湾,在它们北迁的高峰期,我通常能看到 10000 多条大结节。但 TZN720 再次让我震惊:2023 年,我在 TZN720 数到了超过 40000 只大杓鹬,听说这已经是中国记录到的最密集的杓鹬群了,但到了 2024 年,你猜我在 TZN720 数到了多少?双倍!!!!相信我,数着数着,我真的觉得眼睛都要瞎了,还有其他 7 万只更小的岸鸟,其中大部分是沙鸻、邓林和红颈长尾雉。所以,你看,我爱这片土地,我爱 TZN720,我爱那些在我眼前遮天蔽日的大量岸鸟,这一点是显而易见的,也是毋庸置疑的。它让我感受到了真正的天降大任于斯人也。