科普 | 红外相机在缓解人兽冲突中的应用
来源:CDB
作者:康贝博
2022-07-15
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领域 动物福利



“野象横冲直撞,像一群侵略者。”云南发展河乡村民赵容安说。


2014年5月29日,一群野象突然闯入云南发展河乡,开始破坏庄稼、摧毁房屋,甚至直接威胁到人们的生命。


这种发生在人与野生动物之间的冲突,被称为“人兽冲突”。人兽冲突通常因为栖息地缩小或碎片化等引起。其不仅在中国发生,在全球范围内都很常见:在中亚地区,生活在蒙古的居民常和中亚雪豹发生冲突;在印度尼西亚,人与苏门答腊虎的冲突频发;在印度,也经常发生野生亚洲象袭击当地村民的情况。



被野象毁坏的农作物|图源:中国日报网


人兽冲突不仅给当地居民的生命财产安全带来威胁,同样影响着野生动物的生存。一份由联合国和世界自然基金会发布的报告指出,人兽冲突已经是目前代表性野生动物生存的最大威胁之一。


多年以来,人们尝试了各种各样的方式缓解人兽冲突,如电围栏、屏障围栏等。随着科技的发展,红外相机在近年得到了广泛应用。红外相机由红外传感器和数码相机两部分组成。当红外传感器检测到高于环境温度的动物经过时,就会自动触发数码相机进行拍摄。



用于拍摄野生动物的红外相机|图源:expertreviews.co


具体而言,红外相机可以通过数据收集和监测预警等方式,间接或直接缓解人兽冲突。



收集数据



红外相机可以通过收集苏门答腊虎的活动数据,明确其活动范围,避免人虎冲突的发生。


苏门答腊虎是世界最小的老虎亚种,目前其野生种群仅剩不到400只,全部分布在苏门答腊岛。如今,由于盗猎、非法伐木、农业侵占和道路修建等威胁,最后的苏门答腊虎也濒临灭绝。



被红外相机拍摄到的苏门答腊虎|图源:news.illinois.edu


实际上,近年来由于保护政策,苏门答腊虎数量成上升趋势。然而,其栖息地却因农业开发等原因不断减少。人虎生存空间交叠严重,二者冲突日益频繁。从2001年到2016年,苏门答腊岛就有184人死于人虎冲突。


为了避免更多冲突的发生,苏门答腊虎的活动范围亟须被明确。对此,世界自然基金会(WWF)与当地政府合作,利用红外相机收集了大量苏门答腊虎的活动数据,并绘制出其活动范围地图。


这张地图起到了重大作用。尽管当地政府仍在开发大量原始森林,但有了这张地图,政府便可以在进行土地规划——比如决定砍伐某片森林作为农田时,提前避开老虎的活动范围。红外相机的应用,不仅避免了更多人兽冲突的发生,对苏门答腊虎及其栖息地也起到了很好的保护作用。


在非洲国家博茨瓦纳,当使用红外相机统计猎豹数量后,当地农民停止了对于猎豹的进一步捕杀。


近二十年,全球野生猎豹的数量减少了一半,目前仅有7000多只。其中,有1700只都生活在博茨瓦纳。然而,这里人豹冲突频发。


位于博茨瓦纳西北部的杭济是人豹冲突最为严重的地区之一。当地农民认为,猎豹会杀死自己的牲畜、带来巨大经济损失,便因此捕杀猎豹。一位农民甚至反复杀死他农场上的猎豹,在两个月的时间内共杀害了30只。


然而,猎豹是“冤枉的”——研究表明其更喜欢狩猎野生猎物。当地牧民有这样的误解,可能有两方面原因:首先,猎豹是日行性动物,每天移动范围高达40英里(约64千米),非常容易被人看到,并为不是自己杀的牲畜而“背锅”;其次,猎豹栖息地的很大一部分已经被改造成了农场,导致当地人豹活动范围发生重合。虽然博茨瓦纳对非法捕杀猎豹“零容忍”,但因为上述原因,当地牧民远远高估了猎豹的数量、也因此更容易捕杀猎豹。



红外相机拍摄到的在树荫下乘凉的猎豹|图源:mongabay.com


为了了解猎豹的真实数目与活动情况,博茨瓦纳猎豹保护组织 (Cheetah Conservation Botswana,简称CCB)在当地安装了数个红外相机,并通过猎豹的斑纹区分不同个体,监测出了猎豹的分布与数量。


数据结果显示——猎豹的数目比当地农民所认为的少得多。“今天在一个农场看到的猎豹,可能和早些时候在附近几个农场的是同一只。”CCB的相关负责人简·霍根(Jane Horgen)表示。实际上,如果反复杀死某区域的猎豹,只会吸引更多猎豹前来、占领空出的领地。


CCB也成功借此说服当地农民停止捕杀猎豹。研究人员在一棵猎豹喜欢用来标记领地的树下安装了红外相机,并利用拍摄到的影像劝服农场主可以通过保留一只猎豹、来让别的猎豹远离这块领地。“据我们所知,他再没有射杀过猎豹。”霍根说。


可以说,借由红外相机的帮助,CCB有效缓解了当地人豹冲突问题。



监测预警



除了收集收据,红外相机还可以通过监测预警,直接缓解人兽冲突。


在东非,研究人员正通过红外相机监测网纹长颈鹿的活动。网纹长颈鹿被国际自然保护联盟(IUCN)列为濒危物种,目前在野外仅剩15000只。近年来,因为人兽冲突、战乱、恐怖袭击和长颈鹿肉贸易等原因,网纹长颈鹿的数量在近30年下降了50%,直到近期才因政策变化等原因而有回升的趋势。


位于肯尼亚的塔纳河沿岸是人与长颈鹿发生冲突的高频地。这里是网纹长颈鹿的重要水源之一,而其沿岸也有诸多游牧民族耕种。农田与长颈鹿栖息地发生交叠,部分还切断了动物到水源的路径。为防止长颈鹿入侵农田,当地农民会用铁丝圈套捕捉长颈鹿,导致其重伤,甚至因此无法进食而死亡。



相机拍到的正在喝水的长颈鹿|图源:wildlabs.net


为避免长颈鹿因误闯农田而受伤,一个由保育领袖计划(Conservation Leadership Programme)赞助的项目选择用红外相机来监测长颈鹿的动态。“这使我们可以识别冲突经常发生的地区,并测试保护计划。”负责人雷蒙德(Raymond)表示。当红外相机监测到长颈鹿“进犯”农田时,该组织就可以及时进行“驱赶”,来缓和人与长颈鹿之间的暴力冲突。


在我国云南,通过红外相机预警平台,人象冲突问题得到了有效缓解。


得益于近年来的保护政策,目前我国境内野生亚洲象数量超过300头,但其栖息地的面积却在变小,导致野象更容易和人类发生直接接触,从而发生冲突。在过去30年间,人象冲突影响了76万人,造成了33人死亡。


2019年,为了能够及时获取野象位置并发出预警、避免人象直接接触,云南西双版纳政府搭建了红外相机预警平台,并开发了西双版纳亚洲象预警APP。该系统共在亚洲象保护区及周边地区装备了600台太阳能红外相机,每台均与线上平台连接。一经拍照后,系统会自动识别画面中是否为亚洲象,并在确认后把预警信息发布在手机APP上,通知附近村民提前规避,有效避免了人象冲突的发生。



野象预警APP|图源: 百度图片


目前,该系统的有效预警率超过80%。亚洲象监测员李超表示:“感觉更方便了。所有的亚洲象监测员还有周边的很多村民的手机都下载了这个APP,每天可以轻松获悉亚洲象的活动情况。”



红外相机拍摄的亚洲象|图源:BBC News



红外相机的挑战与未来之路



虽然红外相机缓解人兽冲突效果显著,但其在使用中仍面临多重挑战。


首先,红外相机造价相对较高,而发生人兽冲突的地区又常常资金有限。如果没有政府的支持,保护组织和当地居民很难自费支撑。


其次,红外相机虽然是非侵略性的,但对部分动物仍会产生影响。一方面,相机表面的人类、金属或塑料的气味都可能使动物避开;另一方面,虽然人类感觉不到相机发出的红外线、超声波等,但一些动物却可以感受到。


最后,红外相机还会面临丢失和损坏等问题。一篇2018年发表的研究显示,在407位参与调查的研究人员中,有74%遭遇过相机被盗窃,42%遭遇过相机被恶意破坏。这不仅会增加研究的经济成本,还会导致珍贵数据的流失。


当然,红外相机有时也会被动物损坏



图为苏门答腊虎留下的“肇事现场”|图源:WWF


针对这样的问题,研究人员目前只能采取一些被动的手段降低相机被盗的风险,包括将相机藏地更好一点、钉入水泥地或贴上警告恐吓潜在盗贼。


在澳大利亚西南威尔士州政府安装的红外相机上,同时贴有“红外相机用于拍摄野生动物,车辆及行人的照片会被删除,相机有密码锁和卫星定位”,来警告不法分子“我没惹你,你如果动我没好处”


尽管如此,在野生动物的研究与保护上,通过与其他科技手段结合,红外相机仍大有可为


比如,人工智能便可以用于快速识别红外相机所拍到的物种。由世界自然基金会(WWF)和谷歌合作运营的数据平台“野生动物观察(Wildlife Insights)”,就可以通过人工智能技术,快速从红外相机拍摄的海量照片识别物种,极大程度提升效率。


借由人工智能,红外相机还可以用于防盗猎。肯尼亚马赛马拉国家保护区就在其边境安装了红外相机,并让人工智能识别拍摄到的是动物还是人类。一旦发现是人类——也就是盗猎者,平台就会就会发出警报,让护林员及时赶到制止。这个技术使得逮捕率从10-20%上升到了80-90%。



保护区利用红外相机捉捕盗猎者。图中方框内的是盗猎者,圆圈内是护林员的巡逻车|图源:wired.com


在我国云南,也正是通过人工智能和红外相机结合,亚洲象预警平台才实现了“象脸识别”的功能,从而更高效地发出预警。“该监测预警平台实现了从监测亚洲象出保护区到预警广播播放同步,只需12秒就能让附近村民迅速避让,从而避免人象冲突。”西双版纳亚洲象监测预警中心主任谭栩吉说。截至去年5月,这套预警系统已经避免了超过500起人象冲突。目前,该系统还在持续完善中,有望在未来取得更好的预警效果。



参考资料:

1.https://wwf.panda.org/discover/our_focus/wildlife_practice/camera_traps/indonesia/
2.https://www.wildlabs.net/article/tech4wildlife-leaders-resolving-human-giraffe-conflict
3.https://www.wildlabs.net/article/metal-detecting-sensors-anti-poaching
4.https://www.wildlabs.net/article/wwf-using-technology-detect-and-protect-endangered-black-footed-ferret
5.https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1715674
6.https://m.yunnan.cn/system/2021/06/08/031501458.shtml
7.https://www.wildlabs.net/article/using-swiss-ai-and-drones-count-african-wildlife
8.https://www.wildlabs.net/resources/news/new-cloud-platform-unveils-most-diverse-camera-trap-database-world
9.https://news.mongabay.com/2018/11/speed-trap-cameras-help-defuse-human-cheetah-conflict-in-botswana/
10.https://pubs.er.usgs.gov/publication/70204352
11.https://www.wildlabs.net/article/building-experts-ai
12.https://www.wildlabs.net/article/wwf-develops-new-technology-stop-poachers-their-tracks





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