厦门口岸今年查验出入境旅客量突破200万人次
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厦门口岸今年查验出入境旅客量突破200万人次
孙圣垚介绍珊瑚及鱼类的智能识别及分析(fēnxī)系统。(受访单位供图)
海洋生物多样性与经济、社会和环境(huánjìng)可持续发展息息相关。说到我国的海洋生物多样性保护(bǎohù),不能不提及两种海洋生物。
一种是中华白海豚,这是一种栖息于近岸生态系统(shēngtàixìtǒng)的标志性物种,为国家一级保护(bǎohù)动物,因(yīn)数量稀少被称为“海上大熊猫”,但(dàn)人们对它的关注度或许不及大熊猫的百分之一;另一种是珊瑚礁,其总面积(zǒngmiànjī)虽占全球海洋面积不到0.1%,却是25%的海洋生物种类的庇护所,被称为“海洋绿洲”。
福建九龙江口是中华白海豚(báihǎitún)的主要分布区之一,位于东山岛海域的珊瑚保护区则是福建唯一的省级珊瑚自然保护区。为保护好(hǎo)这些珍稀的海洋生物(hǎiyángshēngwù),福建开启AI赋能海洋生态保护的新范式。
东南网5月8日报道(福建日报(fújiànrìbào)记者 林霞)
“每至放晴,出海看看白海豚”,是自然资源部第三海洋研究所研究员王先艳的日常,对他而言,它们是“家人一般的存在”。“就算是冬季,每月都要(yào)坚持出海6天或(huò)以上,看看海豚们,方(fāng)觉得安心。”
这段时间,他出海的频次更为密集。海豚从出水到入水,通常只有半秒钟,但调查者往往(wǎngwǎng)要(yào)一整个白天暴露在强烈的阳光下,晒伤(shàishāng)是常有的事。找到白海豚后,他就迅速抓拍它的背鳍。
每年的3月到8月,是中华白海豚幼崽出生的高峰期(gāofēngqī)。“当前,在厦门湾的中华白海豚,尽管幼崽、少年、青年(qīngnián)的群体占比仅10%、23%、4%,但壮年占比却高达51%,这是生殖潜力较高的年龄阶段。”王先艳(wángxiānyàn)说(shuō)。
王先艳告诉记者,在厦门湾繁殖的(de)白海豚雌性个体至少有13头(tóu),平均繁殖间隔为4.27年,相当于平均每年有两三头幼崽出生。未来(wèilái)的10~15年,是厦门湾中华白海豚保护很关键的时期(shíqī),若诞生的幼崽都能存活,就能有效壮大白海豚的种群。
碧蓝的(de)大海,中华白海豚的吻部不时地探出水面。这样(zhèyàng)的画面,王先艳的相机捕捉过10万余张。在自然资源部第三海洋(hǎiyáng)研究所的鲸豚展馆墙壁上,依次陈列着中华白海豚婴儿期、幼年期、少年期、青年期、壮年期、老年期6种年龄段照片,均是(shì)出于王先艳之手。
“没有调查(diàochá)研究就没有发言权。”从20世纪(shìjì)90年代起,自然资源部第三海洋研究所(yánjiūsuǒ)就对厦门湾海域(hǎiyù)中华白海豚开展系统的调查,为建立中华白海豚自然保护区奔走。至今,团队已在海上工作超过1万小时。
我国(wǒguó)是中华白海豚分布数量最多的国家,目前有8个(gè)种群分布于我国东南沿海。在福建,中华白海豚主要栖息在厦门湾,在宁德海域(hǎiyù)、泉州湾和东山湾也有少量个体分布。
“厦门跟其他的地方还不太(tài)一样,白海豚就生活在城市附近,面临的挑战(tiǎozhàn)更大。但这么多年,厦门湾(wān)白海豚仍能维持种群的相对稳定,这也从侧面印证这座城市的经济(jīngjì)发展与生态保护协同并进。”王先艳说。
中华(zhōnghuá)白海豚在IUCN红色名录中被评估为易危等级,长期以来,沿海各类涉海工程(gōngchéng)(如围填海、桥梁、海上(hǎishàng)风电场等)蚕食了中华白海豚的栖息地。
“涉海工程作业以及航运船舶(chuánbó)产生的噪声会干扰它们的听觉系统,影响其觅食和个体间的交流,水下爆破产生的高强度冲击波甚至会炸死白海豚。白海豚还因为在渔网附近捡‘漏’,被渔网缠住,挣脱(zhèngtuō)的过程中会把背鳍割裂(gēliè),无法挣脱的就会窒息死亡。”王先艳说(shuō)。
“每次出海,与白海豚的相遇都是一场‘捉迷藏’。”王先艳说,即使天公作美,海上天气晴朗,想捕捉到(bǔzhuōdào)白海豚的理想行为状态也是可遇不可求(qiú)。“海豚有迁移、摄食等行为状态,捕食时,它在水下活动的时间比较长,人们很难发现它的行踪。考察结束后,研究人员还要从(cóng)海量的视频和照片中筛选出有用(yǒuyòng)的素材(sùcái),再应用到科研和科普制作(zhìzuò)中。”
这也是王先艳所在团队频频出海(chūhǎi)的原因。真实的长期数据是制定合理保护措施的基础,从中(cóngzhōng)可以(kěyǐ)了解中华白海豚在厦门湾的数量、分布、存活率、繁殖等特征,以及存在的威胁等。
有了这些信息(xìnxī),才能科学系统地规划如何保护白海豚。
为白海豚(báihǎitún)制作“扫脸”系统
60多头白海豚中,王先艳(wángxiānyàn)特别提到其中的两头。
一头(yītóu)是“大白”,他称之为“英雄的母亲”。在2012年(nián)4月(yuè)、2018年8月、2020年5月、2023年10月,他分别拍摄到(dào)“大白”生小海豚、带娃的场面。“除了带自己的娃,我还拍到它帮其他白海豚带娃的场面。”
另一头是“豚坚强”,2010年,王先艳第一次见到它。这是一头没有上颌的白海豚,伤口位置很深,已靠近舌头。“无法(wúfǎ)想象这十几年它是如何生存(shēngcún)的,今年在围头湾水域,我还(hái)见到它。”
相比“大白”,“豚坚强”对人类的警惕性相对高一些,和船只保持着相当远的距离。遇到(yùdào)这种情况,运用智能化手段(shǒuduàn)极其必要。
“事实上,单靠人力保护白海豚,是远远不够(yuǎnyuǎnbùgòu)的。当前,厦门(xiàmén)湾白海豚的保护,信息化平台建设力度还要加大(jiādà)。”视造(福建)智能科技有限公司总经理林斌说。
去年,自然资源部第三海洋研究所、华为技术有限公司、视造(福建)智能科技有限公司共同推出(tuīchū)视造智能白海豚AI识别系统,通过部署在岸基摄像头中的(de)视觉终端,包括水下高清(gāoqīng)摄像机、水面长焦相机以及无人机,采集海豚的姿态、身体细节、行为等个体数据(shùjù),并将影像数据实时采集并上传(shàngchuán)至AI分析平台。
点击进入(jìnrù)“白海豚(báihǎitún)特征(tèzhēng)(tèzhēng)识别系统”云平台,记者看到不同时期“大白”和“豚坚强”的照片。林斌介绍,该系统基于此前拍摄的大量照片和汇总的素材,结合白海豚的背鳍形态(xíngtài)、斑点分布等生物特征,构建起高精度识别模型。如,“大白”独特的背鳍缺口和“豚坚强”的斑点排列模式,是各自独有的特征。
就像人脸,白海豚的背鳍有着独特的斑点和缺刻,是确定其身份的依据。“我们围绕白海豚的标注(biāozhù)、目标识别、算法定制(dìngzhì)为核心,配套前端、后端以及业务逻辑定制开发,实现智能监测和数据(shùjù)发布。”林斌说(shuō)。
最受关注的“大白”和“豚坚强”,有了“贴身(tiēshēn)管家”。
2024年台风季期间,视造智能白海豚AI识别系统成功捕捉到“大白”为躲避强风浪,在厦门湾迁徙的路径,首次验证了白海豚应对极端天气的避险(bìxiǎn)行为(xíngwéi)模式(móshì)。
“如今,AI模型(móxíng)通过对比数据库,就能实现秒级个体识别,准确率超过95%。”林斌(línbīn)说。
虽说整个厦门湾都(dōu)是白海豚的分布区,但就像人类社会一样,它们也分社群,住在(zài)东、西不同的“村落”,这些都需要仔细研究。
指着厦门(xiàmén)湾的(de)地图,王先艳解释道:“在西海域(hǎiyù),即九龙江入海口住着二三十(èrsānshí)头的海豚,住在东海域的海豚却不怎么爱动,但西海域有9头‘社牛’海豚偶尔会跑去东海域找伙伴们互动。在我们看来,这9头海豚就起到交流使者的作用。”
“未来,视造智能(zhìnéng)白海豚AI识别系统将在DeepSeek基础上结合视觉大(dà)模型和多模态(mótài)大模型,在发现海豚后,将大模型与小模型相结合,实现多摄像头联动,指挥无人机抵近跟踪(gēnzōng),采集更高清的画面(huàmiàn),实现更精准的个体识别,智能判别海豚的生活状态、是否可能受到潜在侵害。”林斌说。
数字浪潮重塑珊瑚(shānhú)生态
当海面上海豚肆意游弋时,在海底(hǎidǐ)深处,珊瑚虫通过(tōngguò)光合作用、新陈代谢、生长繁衍(fányǎn),不断分泌出石灰石。这些石灰石紧密地黏合在一起,最终形成坚硬的珊瑚礁。
隐藏在东山岛海域之下的,就有这样一片神奇的海底花园。东山岛海域是我国大陆沿岸造礁石珊瑚分布的北界(běijiè),这里的珊瑚具有重要的生态价值和科研价值。有这么(zhème)一群人,是它们的守护者(shǒuhùzhě)。
穿戴好潜水服、面具、脚蹼、配重、空气压缩罐(guàn)等装备,厦门大学东山(dōngshān)太古(tàigǔ)海洋观测与实验站(简称“东山太古站”)驻站研究人员纵身一跃,跳入神秘的蓝色海洋中。
在研究人员的镜头里,盾形陀螺(tuóluó)珊瑚、标准(biāozhǔn)蜂巢珊瑚、锯齿刺星珊瑚等色彩各异的造礁石珊瑚,与蝴蝶鱼、雀鲷、石斑鱼等众多鱼类共同生活、和平相处,宛若(wǎnruò)仙境。
长期以来的影像素材,也是东山太古站研究(yánjiū)人员的重要数据基础。
东山岛海域地处南海和东海交界的关键区,水文环境主要受浙闽沿岸流、粤东沿岸流、南海暖流和黑潮分支等多种水系影响,该区域的冬季海水(hǎishuǐ)温度处于造礁石珊瑚生长的下(xià)限。因此,东山珊瑚群落属于(shǔyú)生态脆弱带,更容易受到气候变化下的极端天气(tiānqì)的影响。
与守护白海豚类似,珊瑚群落的(de)水下监测(jiāncè)和(hé)保护,也遇到许多难题。如,水下视频数据的分析依赖研究人员肉眼判读,费时费力,视频数据也易受到天气、水质等因素影响,影响鉴定的效率。
去年起,厦门大学的科研团队联合福州威普软件技术有限公司,基于昇腾AI算力,开发了(le)一套珊瑚(shānhú)及鱼类的智能识别及分析系统。
“该系统可对东山岛海域水下视频数据(shùjù)进行实时分析和(hé)处理,并识别珊瑚和鱼群的种类,记录鱼群的数量和大小,形成珊瑚与鱼类信息库,包含图片、视频等数据。”东山太古站驻站工程师孙圣(sūnshèng)垚说。
数据显示,监测数据中有5种造(zhǒngzào)礁石珊瑚的(de)识别准确率已达99%;35种鱼类的综合识别准确率可达93%。“过去一段5小时的视频样本,研究人员(rényuán)需要花费2~3天做鉴定分析,在AI引入后,不到40分钟即可完成。”孙圣垚(yáo)说。
AI加持之下,珊瑚研究人员有了更多的(de)(de)时间聚焦在后续的数据分析上。
在自然资源部第三海洋研究所的珊瑚保育馆,陈列着(zhe)多个巨型的长方形(chángfāngxíng)玻璃缸,培育100多种形态万千、色彩缤纷的珊瑚。
这是国内首个室内大规模(dàguīmó)珊瑚活体培育的实验室(shíyànshì)。“珊瑚对生长环境极为敏感,要想成功养殖珊瑚个体,缸内的水质(shuǐzhì)、温度、光照甚至水里的微量元素都要严格把控。”自然资源部第三海洋研究所(yánjiūsuǒ)研究人员黄丁勇说。
2011年以来,自然资源(zìránzīyuán)部第三海洋研究所研究团队就致力于(zhìlìyú)陆基或半陆基珊瑚规模化养殖和(hé)繁育关键技术的研究,建立了基于自然生境模拟的珊瑚有性繁殖(fánzhí)系统,实现了封闭循环体系内珊瑚有性繁殖技术的突破,包括该条件下多种珊瑚产卵(chǎnluǎn)、幼体附着以及生长和发育,并在室内实现了多种礁区关键功能生物的人工繁育。
通过这种方式,这些海底精灵“浮出洋面”,进入大众(dàzhòng)视野。除此之外,研究人员还会下潜到海底“种”珊瑚(shānhú)。
所谓“种”珊瑚(shānhú),顾名思义就是(jiùshì)珊瑚移植。“东山(dōngshān)是我国大陆沿岸造礁(zàojiāo)珊瑚群落分布的最北缘,由于地处近岸区域,人类(rénlèi)活动频繁,其生存环境相对恶劣。”黄丁勇介绍,依托青山公益基金,最近两年,他们潜水收集散落的珊瑚断枝,然后固定在海底提前投放的苗圃架上以及(yǐjí)移植到位于古雷的珊瑚培育基地,等待其恢复以及自然生长,这也可作为后续东山珊瑚生态系统修复的苗种来源。
不过(bùguò),珊瑚礁(shānhújiāo)修复(xiūfù)(xiūfù)工作往往需要充分调研和前期评估。有时候,珊瑚礁修复前的准备工作比修复本身还要(háiyào)复杂烦琐。从2019年起,黄丁勇所在的团队就在东山及周边海域下潜100多站次,花费大量时间分析调查影像和数据,彻底摸清了(le)东山及周边水域珊瑚群落分布和退化因素,并查阅有关东山沿岸生态环境的大量历史资料,系统评估其修复可行性,最终敲定了修复方案。
“由此可见,智能识别及分析系统对于我们(wǒmen)的工作意义重大(zhòngdà)。我们期待,未来(wèilái)能够借助科技手段,让我们可以腾出更多时间,潜心研究珊瑚礁退化、适应机制,以及珊瑚规模化人工繁育技术等。”黄丁勇说(shuō)。
上颌已缺失的“豚坚强”捕食瞬间(受访单位供图(gōngtú))
珊瑚保育馆里的自然礁岩模拟缸 黄丁勇(huángdīngyǒng) 摄
分别为中华白海豚(báihǎitún)婴儿期(yīngérqī)、幼年期、少年期、青年期、壮年期、老年期。 王先艳 摄
白海豚特征识别系统(受访单位供图(gōngtú))






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