基于深度学习的鸟声识别技术研究——以北京翠湖国家城市湿地公园为例

鸟类是生态系统的重要组成部分,在评估生态系统状态方面具有不可忽视的作用,因此鸟类的调查和监测对于保护生态环境和维护生物多样性至关重要。传统的鸟类监测手段需要消耗大量人力物力,并且结果的准确性和可靠性有限。针对这一问题,提出一种基于深度学习的鸟类声音数据分析识别系统,并在北京翠湖国家城市湿地公园进行应用示范,以验证系统的性能和准确性。该系统首先使用传统声音信号处理方法对前端拾音器采集的音频进行预处理,然后使用残差神经网络提取音频特征并进行分类,从而实现对目标声音所包含物种信息的自动识别。在系统运行期间,成功监测到有效鸟类声音片段共计200044条,其识别准确率达到93%。系统共识别出野生鸟类9目16科52种,其中,属于国家Ⅱ级重点保护野生动物有6种,分别是大天鹅、鸿雁、红角鸮、纵纹腹小鸮、蓝喉歌鸲、游隼;属于北京市重点保护野生动物共计22种,分别是苍鹭、夜鹭、普通鸬鹚、绿头鸭等。监测到音频片段中相对多度较高的前5个物种依次是苍鹭(26%)、鸿雁(16%)、夜鹭(13%)、白头鹎(11%)、普通鸬鹚(8%)。实验结果表明,该系统实现了对鸟类声音的自动采集和分析,显著提高了鸟类监测的效率,为风景园林的合理规划、生态节点的保留以及景观可持续性的提升提供了有力支持。

十八索湿地生物多样性特征及其保护研究

为了更好地保护湿地资源,通过调查分析十八索湿地保护区的重要生态因子、生物多样性以及湿地生境特征,探讨影响十八索湿地生境与生物多样性保护的关键因子,提出了具体的保护对策与建议:一是恢复和扩大保护区湿地保护范围;二是加大长江以及青通河、九华河水系的治理力度;三是启动和完善湿地生态补偿机制;四是科学利用生态资源,完善保护区监管网络和制度体系。

升金湖湿地保护区鸟类及其保护策略研究

分析升金湖湿地保护区自然条件、鸟类在升金湖湿地生态系统中的作用以及升金湖湿地保护区鸟类分布特征,提出升金湖湿地保护区鸟类保护以及科学开发利用升金湖湿地鸟类生物多样性和旅游资源的基本策略。

北京翠湖湿地鸟类资源现状及保护对策

2009-2011年对翠湖湿地鸟类进行了调查。结果发现:翠湖湿地记录到鸟类17目40科166种,其中非雀形目鸟类108种,雀形目58种。从居留型来看,旅鸟种类数量最多,留鸟和夏候鸟次之,冬候鸟最少。翠湖湿地拥有多种珍稀濒危鸟类,其中属于国家重点保护野生动物(2003)的34种,属于北京市保护野生动物(2007)的68种;翠湖湿地还拥有一些被列入双边国际协定保护中的候鸟,如《中日候鸟保护协定》、《中澳候鸟保护协定》。翠湖湿地鸟类生物多样性十分丰富,在保护野生动植物和候鸟方面发挥着重要的作用。

北京湿地迁徙期水鸟年际变化规律研究

北京拥有丰富的湿地资源和水鸟多样性,水鸟数量与种类变化趋势的监测与分析有助于生物多样性与湿地的保护。中国观鸟会自2003年秋季至2017年秋季开展北京湿地水鸟调查分析,结果表明:共记录水鸟7目14科89种120744只次,迁徙期春季水鸟的种类和数量均高于秋季。春季常见鸟类25种,秋季有14种,其中种群数量呈显著上升的鸟类有鸳鸯、凤头䴙䴘、白骨顶、红嘴鸥,呈显著下降的有斑头秋沙鸭、绿翅鸭。不同类型的湿地生物多样性指数差异较大,野鸭湖国家湿地公园的丰富度与均匀度均高于沙河水库与圆明园遗址公园。

汉石桥湿地自然保护区鸟类多样性研究

鸟类是湿地中最活跃也是最引人注目的动物类群,既依赖于湿地生境又能反映生境的变化。鸟类组成和多样性被认为是监测和评估人工湿地保护和修复的重要指标之一。北京市汉石桥湿地市级自然保护区位于华北地区鸟类迁移的重要通道上,是鸟类南北迁徙的重要停歇地,具有重要的监测价值。然而,目前汉石桥湿地的鸟类种类和多样性还不清楚。通过整合2005—2021年汉石桥湿地日常巡护和监测的鸟类数据发现,截至2021年汉石桥湿地共记录鸟类18目52科221种,与2005年相比增加了68种(44.4%)。在汉石桥湿地发现了137种国家级和市级保护鸟类,占整体种数的62.00%。其中,国家Ⅰ级保护鸟类9种,国家Ⅱ级保护鸟类33种,市Ⅰ级保护鸟类11种,市Ⅱ级保护鸟类84种。汉石桥湿地具有较高的鸟类多样性,对鸟类的生存、繁殖和迁徙具有重要意义,建议加大鸟类保护力度、完善保护措施。

长白泥粒河国家湿地公园鸟类资源调查

2017年,采用样线法和样点法相结合的方法对长白泥粒河国际湿地公园内的鸟类资源进行调查,结果表明:共记录到鸟类58种408只个体,分别隶属于15目31科。其中,国家I级重点保护动物1种,国家II级重点保护动物7种。

如何在北京充分实现受胁鸟类栖息地保护?

实现有效生物多样性保护的关键在于提升生物多样性丰富的人口密集区的保护效率。北京人口密集且生物多样性丰富,存在3类具有生态保护功能的区划——自然保护区、生态保护红线和限制建设线。上述区域可视为生态保护潜力区。本文以在北京有分布的30种受胁鸟类为主要对象,探讨现有生态保护潜力区对这些物种栖息地的覆盖程度,并对如何改善上述受胁鸟类栖息地的保护状况进行了建议。根据物种对栖息地的选择,基于高分辨率卫星解译的土地利用类型图,利用最大熵模型(MaxEnt)掩膜栖息地分布图,得到各受胁鸟类的预测空间分布。叠加这些分布获得北京受胁鸟类丰富度分布格局并进行验证。依据物种丰富度高低,将受胁鸟类栖息地划分为一至四级(最重要的栖息地是一级栖息地,以此类推)。同时,依据地表覆盖类型和人类活动强度高低将北京市域划分为城市建成区、乡村生境区和自然生境区。分别计算3类保护潜力区对上述3类区域以及四级栖息地的覆盖面积比例。结果表明:(1)95.64%的一级关键栖息地和86.32%的二级关键栖息地分布在乡村生境区,但仅有0.69%和15.15%的乡村生境区分别被自然保护区和生态保护红线覆盖;(2)未受到自然保护区和生态保护红线覆盖的一、二级关键栖息地主要为水域和沼泽地等湿地、高覆盖度草地和部分耕地,以及含有较高比例水体的大型城市绿地。基于以上结果,我们建议至少在一定区域内试行如下保护措施:(1)严格保护湿地及其周边的高覆盖度草地,确保面积不减少;(2)维持基本农田规模和粮食种植模式;(3)将乡村生境区位于河道附近的水域、沼泽地、高覆盖草地和灌木林纳入生态保护红线范围;(4)在公园绿地中划定生物多样性保护区;(5)优化平原地区林地结构。以上措施将使北京的受胁鸟类栖息地得到更好保护,为中国东部人口密集区生物多样性保护提供示范。