望向加州聖蓋博山脈,我仍記得2020年燒毀超過4萬公頃安吉利斯國家森林的巨大野火。當濃煙柱升起,新聞報導稱無房屋被毀、無人受傷,但這明顯不實。
無數森林居民——從兔子、松鼠到土狼和美洲獅——在這場大火中喪生或受傷,牠們曾棲息的區域化為灰燼。然而,這些犧牲似乎不被計算,因為只有人類居住的地方才被視為有人居住。相比之下,我們與之共存的數百萬動物物種,正如自然學家亨利·貝斯頓在1928年著作《最外屋》中所稱的「其他國度」,常被忽視為在所謂無人居住的荒野中短暫且轉瞬即逝地生活。
人類與其他動物王國的區別正變得難以自圓其說。結合GPS數據、精確衛星影像與人工智慧系統的雄心研究,正揭示動物與陸地、空氣及海洋間深刻的關係。
這些技術不僅追蹤動物移動,還揭露了關係網絡、資源分布、衝突區、知識中心、邊界與地標,賦予所有生物「場所感」。這些知識能強化野生動物保育工作。加州阿古拉山的瓦利斯·安納伯格野生動物通道原生植物苗圃民族植物學家Jewlya Samaniego指出,這些進展最終可能讓人類「傾聽動物,聽見牠們的聲音」。美洲獅等動物的GPS追蹤數據已證明建造Samaniego所提「植被橋」的必要性,該橋將成為地球上最大的野生動物通道,預計12月啟用。
以下是科技如何重塑人類與自然世界關係的更多例子。
一代之前,動物學家若一天收到一次GPS定位信號便已欣喜。如今,超輕型標籤可每秒傳送位置,3D地圖揭示複雜且常令人驚訝的行為模式。
例如,德國康斯坦茲馬克斯·普朗克動物行為研究所的行為生態學家Meg Crofoot及其團隊多年田野調查發現,巴拿馬雨林中的樹懶猴每天回到同一果樹覓食,顯示這些樹是牠們認知地圖上的關鍵地標。但現代標籤揭示更多:樹懶猴似乎沿著相同樹枝穿越森林,樹冠間存在一網絡般的空中步道。
這引發另一問題:牠們如何如此有意識地移動?Crofoot目前理論是,樹懶猴可能像螞蟻一樣用氣味標記偏好路徑,將森林轉化為無形的高架通道網絡。
同屬馬克斯·普朗克研究所的生態學家Martin Wikelski正擴大GPS追蹤規模,目標追蹤全球數百萬動物,從羚羊到獵鷹,監測「生物星球的脈動」。他的國際計畫ICARUS使用微型標籤與安裝於方盒衛星(CubeSats)上的強力接收器。
CubeSat發射已展開,5月我與Wikelski在加州范登堡太空軍基地目送一顆衛星升空,前往距動物約500公里的軌道。未來18個月將陸續發射更多衛星,實現全球覆蓋。Wikelski預計該網絡可追蹤至少40%鳥類與50%哺乳類物種。對研究動物行為者而言,猶如在黑暗中開燈。
Wikelski希望即時監控動物移動模式異常,建立跨物種監視系統。動物逃離區域可能揭示自然資源枯竭、盜獵或疾病等問題。人類甚至可能透過野生動物行為變化,更好預測地震與火山爆發等難解現象。
即使在早期階段,ICARUS與類似計畫已產生大量動物移動數據。大部分資料匯入馬克斯·普朗克研究所維護的Movebank資料庫。截至4月,Movebank記錄近110億筆動物定位,涵蓋超過1600物種,每日新增約1200萬筆,為人類與機器分析創造龐大資源。
地面上,科技透過動態感測攝影機與精密聲學裝置,長期監視動物穿越區域。過去生物學家需逐格檢視錄影或依賴群眾外包志工,限制資訊萃取量。
如今,人工智慧可快速辨識並記錄從蜂鳥到犀牛的動物聲音與外觀,並在目標物種出現時即時通知研究者。
這些系統還能評估整體動物族群。訓練有素的AI工具花約50小時分析贊比亞卡桑卡國家公園約45小時原始攝影,計算稻草色果蝠數量,五日平均達857,233隻,為非洲最大蝙蝠群之一。人類估計需13年完成此分析,或根本無法完成。
科學家指出,這類族群計數重要,因果蝠能將種子散播超過75公里,為非洲象三倍。族群越大,散播種子越多,換言之,計數蝙蝠即是衡量整個生態系統健康。
人工智慧監控工具亦協助土地管理者辨識並減少人與野生動物衝突。分析顯示蘇格蘭鐵路沿線圍欄阻擋刺蝟通行,工作人員於圍欄開設小孔,稱為刺蝟高速公路,讓刺蝟通過。
AI同樣加速過去繁瑣的衛星影像掃描,尋找生態工程跡象。2007年,加拿大生態學家Jean Thie手動搜尋高解析度影像,找出地球最長的海狸壩,長逾800公尺。地面難以辨識,從空中可清楚見到海狸築造的運河與巢穴。
近二十年後,AI開始自動化Thie的海狸巢穴辨識技術。現任明尼蘇達大學地理學家Emily Fairfax與谷歌團隊合作開發機器學習工具EEAGER,用於識別海狸壩。Fairfax及同事證實海狸存在與生物多樣性提升、水質改善、野火減緩及碳封存相關。
此外,裝有攝影機的無人機可即時進行動物普查。研究人員可飛越熱門水源地,利用演算法辨識聚集物種,估計個體年齡與性別,無需追蹤標籤或陷阱,僅靠空中視角。
部分情況下,AI系統不僅標記斑紋哺乳動物為斑馬,甚至能辨識特定個體。這些工具還能判斷動物群是否為覓食或通行,透過分析行為與環境特徵,如地形與野生動物通道,揭示不僅是誰住在哪裡,更是為何如此。
這些科技進展正逐步改寫人類對自然界的理解與互動方式,為保育與生態研究帶來革命性影響。