通信网络、红外相机、AI，科技助力濒危物种保护，东北森林重现勃勃生机

2020年5月生物多样性日前夕，从东北虎豹国家公园频频传来好消息：先是两度拍到罕见的“神兽”白狍，后有天桥岭林区再度发现野生东北虎活动踪迹……把这些珍稀野生动物的影像呈现在我们眼前的，就是东北虎豹国家公园“天地空”一体化监测系统。 

100年间，人进虎退，孤岛生存

东北虎，世界最大的猫科动物，位于食物链顶端的旗舰物种，生活在俄罗斯远东、中国东北广袤的温带针阔混交森林里。它们在维持着生态系统的平衡，一只定居雌性东北虎的生存，至少需要一片500平方公里完整健康森林。但在过去100年间，由于栖息地的消失和退化、强烈的人类干扰等因素，东北虎的野外种群数量剩下不足500只。 

2015年，北京师范大学和俄罗斯豹地国家公园的科学家联合开展的东北虎豹监测研究发现：中俄边境区域内生活着至少38只东北虎和 84只东北豹。在中国境内，在吉林珲春及其周边区域发现了至少27只东北虎和42只东北豹生存。然而，这些虎豹全部挤压在中俄边境4000平方公里的区域内，形成了一个狭长的生存“孤岛”，东、南有日本海，北边被俄罗斯的铁路与湿地阻断，超出目前分布区内资源承载能力3倍。这些美丽的大猫亟需向西扩散，回归中国东北内陆广袤森林，才能获得足够生存空间。

改变，带来回归的希望

为了让这些远走他乡、濒临灭绝的“大猫”能够回归故土并繁衍生息，生态学家们正在努力恢复它们的自然家园。 

2017年8月，中国虎豹的命运迎来了全新的转折。中国正式开展东北虎豹国家公园体制试点建设！这个国家公园位于吉林、黑龙江两省交界的老爷岭南部区域，是北半球温带区生物多样性最丰富的地区之一。也是当前中国境内东北虎豹野生种群唯一的定居和繁殖区域，以及中俄边境向东北内陆扩散的关键廊道。这里不仅森林面积广阔——1.46万平方公里，是美国黄石公园的1.6倍；而且作为体制试点，国家公园正在运用创新的方法来保护这里珍贵的自然资源。 

要想保护野生虎豹，首先要知道它们在哪活动。在研究初期，技术条件的限制让科研团队耗费大量的人力，依靠双脚翻山越岭，架设红外相机，并定期更换数据卡和电池，最终到手的数据往往是半年甚至更久之前的影像，监测数据不能及时获取，让保护工作难以高效开展。 

现在我们不需要再靠人力去获得数据，千里之外的各种数据可以通过网络实时回传给我们，人工智能还能帮我识别动物种类，大数据分析告诉我们种群和栖息地现状。这对我们的研究方法来说是一个巨大的改变，也是时代改变的写照。

冯利民
北京师范大学生命科学学院副教授
国家林业和草原局东北虎豹监测与研究中心副主任
东北虎豹生物多样性国家野外科学观测研究站副站长

科技点亮回家路

野生虎豹种群的稳定繁衍生息，需要连通的栖息地、健康的植被结构、完整的食物链，以及不受干扰的繁衍环境。要想保护好东北虎豹，就要对虎豹种群的分布、人类干扰因素、栖息地状况、与虎豹共生的伴生物种等，都给予关注并开展各种研究。因此，国家林草局东北虎豹监测与研究中心成功研发东北虎豹国家公园“天地空”一体化监测系统，这是全球首个全域覆盖、实时高效的“天地空”一体化自然资源监测、评估和管理系统。

这个监测体系分为野外信息采集、实时传输、数据分析处理三层架构，其中华为与吉视传媒联合打造的700M有线无线融合的LTE承载网络，是起到关键作用的系统底层。这张网不仅可以完成红外野保相机图像和高清视频的实时回传，土壤、水质、空气等传感器的生态因子采集回传，还可以实现森林防火和道路卡口监控影像的实时传送，以及实时查询护林员巡护轨迹，实现护林员视频或语音实时对讲等。

虎豹公园内700M LTE基站

2019年12月，在国家林业和草原局的统一领导和部署下，东北虎豹国家公园5000平方公里虎豹密集活动区域完成了东北虎豹国家公园“天地空”一体化监测系统中试建设。安装在此的42个LTE基站、3000余台监测终端，对中俄边境200公里长的虎豹跨境监测带、虎豹核心区和扩散区进行监测，全面跟踪自然环境下野生东北虎豹的生存状况。

5,000平方公里

LTE通讯网络覆盖试点面积

1,000,000多次

一年半监测到虎豹等野生动物、人类活动、栖息地的影像

红外相机实时监测画面

人与自然和谐共生

现在也有一些喜人的发现，生态学家在试点之初区内统计的基础上，又发现了新繁殖的幼虎10只、幼豹6只，虎豹家族逐渐开始“人丁”兴旺，为全球的虎豹的保护事业注入了信心。 

预计到2020年底，这套“天地空一体化”的自然资源监测和管理系统，将覆盖整个东北虎豹国家公园，有线无线融合网络将实现1.46万平方公里全域覆盖，届时，十余万个各种类型的监控终端将遍布公园的各个角落，对虎豹等珍稀野生动物和自然资源做到精准化、智能化监测、评估和管理，真正实现“看得见资源、管得住人、建好国家公园”的目标。 

华为将持续与国家林草局东北虎豹监测与研究中心在智能视频图像分析、大数据分析、5G等创新方案上展开合作，为全国乃至全球范围的国家公园和自然保护地智慧化建设提供参考。我们希望能让中国森林之王回归故土，世代栖居，因为旗舰物种的健康繁衍生息，意味着人类能够拥有健康的森林生态。我们也期待更多的伙伴加入，共同努力，积小行动，谋大进展，用科技守护环境，实现人与自然和谐共生。

文中影像由国家林草局东北虎豹监测与研究中心提供

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