编者按

　　在生物多样性保护的道路上，科技正成为不可或缺的利器。无人机翱翔于天际，实时监测濒危物种的栖息地变化；基因技术突破壁垒，助力物种修复；声纹收集+AI算法，精准识别物种并探索背后的含义。这些创新工具不仅提升了保护效率，更以“智慧之眼”重新定义了人与自然的关系。 

　　中国环境报特别策划“科技助力，守护多样之美”，看如何应用科技，助推生物多样性保护工作迈向新高度。 

　　1、声学监测，探索万物和鸣 

　　作者：王琳琳 

　　大自然里，声音无处不在。这些声音交织在一起，不仅是一首首美妙的交响乐，更是人们走进自然、了解自然的密码。 

　　对于动物来说，声音更是其传递信息、表达情感的“通讯方式”。许多科学研究者正努力尝试通过各种手段，去了解和解释其中蕴含的讯息，声学监测正是其中之一。 

　　声音里的秘密 

　　每种动物，都有自己独特的“语言”。 

　　黑猩猩不喜欢闷热的天气。一旦温度较高、湿度较低，它们鸣叫的次数会更多，以表达身体的“不适”或心中的“不满”。 

　　海陆蛙也会根据温湿度的变化，“决定”如何“释放”自己的魅力。晚上或凌晨是鸣叫的高峰期，到了清晨温度升高，鸣叫行为就结束了。 

　　对于科研人员来说，声音也是研究动物行为、监测物种丰富度和生态系统等方面的重要方法。 

　　一位做过鸟类监测和调研的科研工作者告诉记者一个案例，四川柳莺和甘肃柳莺，两个物种形态上十分接近，“它们只在翅膀、眉毛等部位有细微差异，人眼不一定能分辨出来，但它们的声音，也就是鸣声存在明显的差异。” 

　　长臂猿能发出独特的声音，且传播距离较远，因此声音成为观察与研究其状态、社会行为的方式之一。中山大学生命科学学院教授范朋飞，过去20多年持续在广西、云南等地的大山深处蹲点调研，从事长臂猿的行为生态和保护生物学研究。 

　　2024年，范鹏飞团队在权威杂志发表研究，通过对我国境内生存的三种野生、一夫二妻制冠长臂猿的种内和种间比较，首次揭示了声音节奏及其变化具有促进合唱的功能，这为进一步理解人类音乐的起源和演化提供了重要数据和理论支撑。 

　　技术发展，实现秒级识别 

　　作为一种研究生物多样性的新型方法，声学监测正被应用在包括野生动物行为、栖息地利用、物种丰富度和生态系统功能等场景中。 

　　比如，在鸟类监测中，可以使用声学监测鉴定不同鸟类的叫声，并估算其数量和分布情况。早期研究中，野外开展鸟类监测和调查使用手持麦克风收音，为了保证效果和质量，每次都得用手举，再通过软件进行声谱比较后，才能大概获知所录的是什么鸟。 

　　如今，被动声学监测技术的发展，让数据的采集与监测已经无需驻守现场，并且可以连续、完整且相对低成本的获得更大物种规模、更大空间尺度的数据。监测到的数据可以实时传回终端，并通过软件完成数据分析，大大提高了工作效率。 

　　根据生态监测相关科研单位的成果显示，如今的声纹监测系统，实现了仅用两个小时就完成全域扫描，连藏身芦苇丛的幼鸟啁啾都能被精准归档。“从‘数鸟难’到‘秒级识别’，打开了鸟类监测新维度。”有关科研单位这样评价。 

　　此外，声学监测还可以用于研究鱼类、两栖动物等底栖动物，以及熊、狼、豹、长臂猿等大型哺乳动物。 

　　声学监测也存在短板和挑战。一是监测的技术路径决定了声学监测的研究对象，仅适用于会发生声学活动的物种；二是当出现容易混淆的声音，物种辨别缺少辅证，可能造成假值；三是面对恶劣天气或嘈杂环境时，从环境声中剥离生物信息特别是物种信息的难度较大等。 

　　机遇与挑战并存，期待公众参与 

　　如今，声学监测正越来越受到研究人员和行业部门的重视。 

　　中国科学院动物研究所研究员肖治术近年来致力于推进现代生物声学的学科发展和学术团体建设。作为负责人之一，他牵头组织召开了两届全国动物声学科学与应用大会。 

　　作为一门新型交叉科学，现代生物声学的学科整体框架可以大致分为动物生物声学、生态声学、水下生物声学、环境生物声学、保护生物声学和计算生物声学等方面。“各分支学科和前沿领域之间存在深度交叉和融合，是未来生物声学发展的重要源泉和驱动力。面对生物多样性保护、资源可持续利用和生态环境治理，生物声学研究也迎来了新的发展机遇。”肖治术表示。 

　　不过，研究人员也面临挑战。“相关的监测技术规范尚未建立，不同类群、不同区域的调查研究也缺乏统一的标准，都迫切需要推进与解决。”肖治术告诉记者。 

　　此外，被动声学监测技术会采集海量的声学数据，需要高效传送、存储和整理原始资料，对硬件和软件技术都提出了更高要求。而且，声学大数据的处理依赖高效的自动化数据分析系统，需要人工智能和信号处理技术的支持。 

　　行动已经展开。2024年11月，中国声学学会生物声学分会在海南省海口市正式成立，肖治术当选为分会第一届主任委员。分会共有48名委员，来自各地高校、科研机构和民间团体，涵盖我国生物声学众多学科领域的优秀代表。 

　　“我们期望，生物声学分会在推动学科体系建设、创新研究、科技服务和人才培养等方面发挥重要作用，以支持产学研协同发展，为满足生物声学相关的国家重大战略需求和社会经济可持续发展作出更重要的学科贡献。”肖治术告诉记者。 

　　公众的力量也被业内人士看重与期待。今年4月，生物声学分会牵头组织，启动了“聆听生物圈——公众科学哨兵行动”。公众在专家引导下成为“生物圈鸣星侦探”，体验自然声景，探索万物和鸣的秘密。 

　　2、人工智能识别一只雪豹共需几步？ 

　　作者：肖琪 

　　如果问山水自然保护中心科学顾问李雪阳，红外相机拍摄到大量雪豹照片让她开心吗？答案是肯定的。但开心之余，将海量的红外相机照片归纳整理，并进行物种识别，可不是一件容易事。 

　　作为野生动物保护的一项基础性工作，野外种群数量调查长达十年甚至几十年，科研人员会收获大量的调查数据。如何把数据处理、转化成有研究价值的成果，是摆在“李雪阳们”面前的一道必答题。 

　　3、“种子银行”为物种延续提供保障 

　　作者：鲁昕 

　　种质资源，又称遗传资源，是生物多样性的基石。近年来，各国通过建立种质资源库、研究基因编辑技术等方式，探索基因技术在生物多样性特别是遗传多样性方面的应用，为物种的延续提供科技帮助。 

　　由于人类活动和全球气候变化影响不断加剧，许多野生生物赖以生存的栖息地和生境遭受严重破坏，野生生物种质资源面临前所未有的危机，威胁着人类社会的可持续发展。随着现代农业和生物技术的发展，利用种质资源有目的地改良动物、植物的性状与品质，为人类解决粮食、健康和环境等重大问题提供了潜在的可能性，为此，建设种质资源库十分重要。种质资源库常常被叫做“种子银行”，“能保存，但是取出来也可以用。”中国西南野生生物种质资源库副主任蔡杰说。