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2024-05-29 16:13:39

人工智能增强对濒危大理石海鸠的监测

导读 俄勒冈州立大学和美国森林管理局的研究表明,对声学记录设备收集的数据进行人工智能分析是一种很有前途的新工具,可用于监测大理石海鸠和其...

俄勒冈州立大学和美国森林管理局的研究表明,对声学记录设备收集的数据进行人工智能分析是一种很有前途的新工具,可用于监测大理石海鸠和其他神秘的、难以研究的物种。

濒危的大理石海鸠是太平洋西北地区的标志性海鸟,与海鹦和海鸠关系密切,但与这些鸟类不同的是,大理石海鸠会在远至内陆 60 英里的成熟原始森林中抚养幼鸟。

“很少有物种能像它一样,”俄勒冈州立大学林业学院的共同作者马特·贝茨说。“而且没有其他鸟类能在海洋中觅食并长途跋涉到内陆筑巢地点。这种行为非常不寻常,这使得研究这种鸟类非常具有挑战性。”

由美国森林服务局太平洋西北研究站的亚当·杜阿尔特领导的研究小组使用了声学记录仪的数据,这些记录仪最初是为了协助监测北方斑点猫头鹰种群而放置的,分布在俄勒冈海岸山脉和华盛顿奥林匹克半岛的联邦管理森林中的数千个地点。

研究人员开发了一种称为卷积神经网络的机器学习算法来挖掘海鸠叫声的记录。

研究结果发表在《生态指标》上,并根据已知的海鸠种群数据进行了测试,结果被确定为正确率超过 90%,这意味着记录器和人工智能能够准确地显示特定区域内海鸠的鸣叫次数。

“接下来,我们将测试海鸠的声音是否真的可以预测该物种的繁殖和占有情况,但这还有几步之遥,”贝茨说。

斑纹海鸠体型与鸽子相仿,大部分时间都在沿海水域生活,以磷虾、其他无脊椎动物和鲱鱼、凤尾鱼、胡瓜鱼和毛鳞鱼等饵料鱼为食。如果筑巢成功,海鸠每年只能产下一只幼崽,幼崽需要饵料鱼才能正常生长发育。

这些鸟通常将一颗蛋产在树上高处的水平树枝上,树枝直径至少为 4 英寸。暗冠蓝鸦、乌鸦和渡鸦是海鸠巢穴的主要捕食者。

沿着西海岸,从加利福尼亚州圣克鲁斯到阿留申群岛,大理石海鸠随处可见。根据美国《濒危物种法》,华盛顿州、俄勒冈州和加利福尼亚州将该物种列为受威胁物种。

杜阿尔特说:“我们研究中发现最多的区域通常发生在晚期演替森林占主导地位且靠近海洋栖息地的地方。”

晚期演替是指成熟和原始森林。

“我们的研究结果为物种分布建模和稀有物种的长期种群监测带来了巨大希望,”杜阿尔特说。“与通过遥测、地面巢穴搜索或传统音频/视频技术进行的巢穴搜索相比,监测所需的劳动力要少得多。”

林业学院的马修·韦尔迪 (Matthew Weldy)、俄勒冈州立大学农业科学学院的扎卡里·拉夫 (Zachary Ruff)、前俄勒冈州立大学博士后研究员、现就职于美国地质调查局的乔纳森·瓦伦特 (Jonathon Valente) 以及林务局的达蒙·莱斯迈斯特 (Damon Lesmeister) 和朱利·詹金斯 (Julianna Jenkins) 也参与了这项研究。

资金由林务局、土地管理局和国家公园管理局提供。