8月23日，設(shè)置在官廳水庫媯水河濕地的北京市河湖鳥類自動觀測站——官廳水庫1號站觀測到一只不在預(yù)制資料庫內(nèi)的“白色大鳥”，按照既定工作流程，北京市水質(zhì)水生態(tài)監(jiān)測中心隨即啟動人工識別程序，識別結(jié)果為：這是一只國家一級保護動物黑臉琵鷺。
黑臉琵鷺在世界自然保護聯(lián)盟的紅色名錄中，等級被標(biāo)注為“瀕危（Endangered）”，是北京地區(qū)極其罕見的過境鳥。2019年1月的全球同步調(diào)查顯示，黑臉琵鷺的越冬種群數(shù)量僅有4463只，IUCN評估的成鳥數(shù)量僅為2250只。黑臉琵鷺屬長距離遷徙候鳥，繁殖地十分狹窄，遷徙途中會經(jīng)過我國東部的沿海地區(qū)，偶爾也出現(xiàn)在內(nèi)陸省份。
在官廳水庫首次拍攝到黑臉琵鷺的媯水河濕地，為復(fù)合潛流濕地，位于延慶城區(qū)西側(cè)，總面積19.00公頃，主要通過喬木、灌木、水生植物根系凈化及濾料凈化等，對媯水河上游來水實施凈化，改善媯水河入庫水質(zhì)，能實現(xiàn)出水水質(zhì)達到或優(yōu)于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（河道）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，年凈化水量為730萬立方米。
在媯水河濕地入庫口的凈化區(qū)，凈水透亮，水底鋪設(shè)的用來滲透過濾污染物的石料斑紋清晰可見。放眼望去，香蒲、蘆葦、荷葉間隔種植，繁茂蓬勃。遠(yuǎn)處，一群群白鷺不時振翅飛翔，偶爾還有大膽子的蒼鷺閑適地信步溜達在秋陽輻照的石灘上。
媯水河庫岸管理所所長楊壘向我們介紹，“過去，我們所在的濕地只是一片植被稀疏的灘涂，自今年6月濕地通水試運行以來，隨著水量增加和水質(zhì)的改善，區(qū)域內(nèi)綜合水環(huán)境質(zhì)量明顯提升，最顯著的表現(xiàn)就是來此駐足繁衍的鳥類種類和數(shù)量都大大增加了?！?/span>
濕地廣闊的水面以及豐茂的水生植被給鳥類提供了良好的棲息地。“鳥類監(jiān)測是水生態(tài)監(jiān)測與評價的重要組成部分?！北本┦兴畡?wù)局水質(zhì)水生態(tài)監(jiān)測中心水生態(tài)監(jiān)測評價科負(fù)責(zé)人劉波介紹，作為食物鏈的頂級掠食者，鳥類的存在狀況，對所在食物鏈的健康性和穩(wěn)定性具有重要的指示意義和評價作用。“通俗點說，就是這條食物鏈的中低端物種是不是能夠‘供養(yǎng)’得起某種鳥類，據(jù)此我們能夠反向?qū)λh(huán)境中的生物多樣性情況進行分析判斷。”劉波說。
盡管鳥類監(jiān)測對于水生態(tài)監(jiān)測而言至關(guān)重要，但傳統(tǒng)的監(jiān)測手段已不能滿足現(xiàn)階段監(jiān)測工作的客觀需求。“長期以來，鳥類觀測主要靠‘人工蹲守’，費時費力且過于依賴專家經(jīng)驗，觀測效果還會受到天氣、光線等自然條件制約。”劉波解釋道，“這促使我們萌生了把‘人臉識別’應(yīng)用于‘鳥臉識別’的想法?！?/span>
此次，“捕捉”到黑臉琵鷺的是被譽為“河湖精靈監(jiān)測眼”的“河湖鳥類AI智能識別監(jiān)測裝備”。該系統(tǒng)由北京市水務(wù)局水質(zhì)水生態(tài)監(jiān)測中心聯(lián)合北京工商大學(xué)共同研發(fā)，開創(chuàng)性的將AI技術(shù)應(yīng)用于水生態(tài)鳥類多樣性監(jiān)測，有效解決了傳統(tǒng)鳥類監(jiān)測的弊端。
這套裝備由現(xiàn)場監(jiān)測終端和智能計算服務(wù)終端組成，利用高清云臺攝像機對鳥類自動捕捉拍攝、初判識別，同時采用人工智能識別技術(shù)，依托系統(tǒng)內(nèi)預(yù)制的鳥類資料庫，對鳥類類型、數(shù)量、分布等進行計算，而對黑臉琵鷺這類不常見的鳥類，則輔以人工識別、重點監(jiān)測。劉波介紹，該裝備的最大優(yōu)點在于即時性、長效性，受自然條件影響小，對人力的依賴度低，準(zhǔn)確度高。特別是配置的超高清攝像頭、太陽能電池板等硬件系統(tǒng)，具有模塊化、低功耗優(yōu)點，還能實現(xiàn)多種通訊模式，可以確保數(shù)據(jù)無死角傳輸。“這套監(jiān)測裝備尤其適用于沒有市電、沒有光纖的野外環(huán)境，在陰雨條件下能夠連續(xù)運行長達72小時以上?！眲⒉ㄕf。
以這套裝備“試水”，北京市水務(wù)系統(tǒng)正在逐步構(gòu)建全市水生態(tài)監(jiān)測鏈網(wǎng)，現(xiàn)已完成密云水庫1號站、官廳水庫1號站、房山六渡站，建立了超過兩萬張圖片的鳥類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，可自動識別30余種濕地鳥類。對于蒼鷺、骨頂雞等10余種常見鳥類的識別精度達到90%以上，并拍攝到黑彩鷸、半蹼鷸等北京地區(qū)記錄較少的鳥類以及鸛等珍稀鳥類。劉波介紹，“下一步，我們計劃擴大鳥類資料庫，同時引入鳥鳴識別系統(tǒng)，將圖像與聲音識別疊加，進一步提升監(jiān)測精度?！?/span>
作為首都智慧水務(wù)建設(shè)的有效組成部分，北京市水務(wù)部門將持續(xù)以信息化手段賦能水生態(tài)監(jiān)測工作，將鳥類智能監(jiān)測的經(jīng)驗加以推廣利用，繼續(xù)探索浮游動物、浮游植物、魚類的智能監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)，以此為基建立健全水生態(tài)健康監(jiān)測、評價、反饋、修復(fù)、評估閉環(huán)體系，切實增強首都水生態(tài)工作的系統(tǒng)性、整體性和科學(xué)性，服務(wù)首都“十四五”生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)。
