Jak technologia wspiera ochronę dzikiej przyrody? Fotopułapki i GPS w monitorowaniu zwierząt
Nowe technologie odciskają się wyraźnym piętnem na środowisku naturalnym, gdyż ich wdrażanie wiąże się ze zużyciem ogromnych ilości energii i wody oraz intensywną eksploatacją zasobów naturalnych. Z drugiej strony, technologia może być jednak sprzymierzeńcem w monitorowaniu i ochronie przyrody, pozwalając podejmować szybsze i lepsze decyzje służące ratowaniu gatunków. Czy wiesz jaką rolę odgrywają leśne fotopułapki?
Zdjęcia satelitarne i lotnicze
Pierwsze satelitarne zdjęcia Ziemi wykonane zostały w 1959 r. Od tamtego czasu technologia posunęła się intensywnie naprzód i dziś fotografie z orbity są niezastąpionym narzędziem w meteorologii, oceanografii, rolnictwie, leśnictwie czy gospodarce przestrzennej. Ich wykorzystanie okazało się również bardzo pomocne w zarządzaniu ochroną środowiska, zwłaszcza w kontekście oceny stanu siedlisk naturalnych oraz monitorowania zasięgu zagrożonych gatunków i ich migracji.
Wysokiej jakości zdjęcia satelitarne pozwalają śledzić poziom wylesiania, łatwo lokalizować dzikie populacje bez zakłócania ich spokoju, a nawet wykrywać nielegalne działania typu kłusownictwo czy zaśmiecanie. Ich największą zaletą jest olbrzymi zasięg pozwalający monitorować duże obszary, także w rejonach trudno dostępnych. W 2018 r. dzięki zdjęciom satelitarnym udało się na przykład odkryć na Antarktydzie nieznaną dotąd super-kolonię 1,5 mln pingwinów białookich (Pygoscelis adeliae).
Wadą zdjęć satelitarnych są jednak bardzo wysokie koszty oraz ogromna rozdzielczość obrazów, którą może przetwarzać tylko specjalistyczny sprzęt. W niektórych lokalizacjach lepiej sprawdzają się więc zdjęcia i filmy nagrane przez drony, które mogą być łatwo sterowane przez naukowców przebywających w danym regionie. Opcja ręcznego sterowania umożliwia precyzyjne śledzenie określonych stad lub nawet pojedynczych zwierząt i to w najtrudniejszym terenie. Drony są ekonomiczniejsze niż zdjęcia satelitarne, a dodatkowo mogą być wyposażone w kamery termowizyjne. Od 2015 r. specjalnie zmodyfikowane drony wykorzystuje się nawet do pobierania próbek biologicznych z wielorybów.
Zdjęcia lotnicze umożliwiają śledzenie migracji ptaków, fot. wirestock/envato
Fotopułapki
Nieco inną perspektywę w obserwacji zwierząt zapewniają fotopułapki, czyli specjalne kamery ukryte w dzikich zakątkach przyrody. Wyposażone są one w czujniki na podczerwień, które wykrywają ciepło poruszającego się ciała i robią zdjęcia lub nagrywają wideo. Dobrze zakamuflowane, mogą działać przez tygodnie lub miesiące bez konieczności ludzkiego serwisu. Niektóre modele wyposażone są nawet w solarne panele, co zmniejsza ślad węglowy technologii.
Fotopułapki rejestrują to, co dzieje się w konkretnym miejscu, więc są doskonałym sposobem na śledzenie procesów i wzajemnych relacji między gatunkami, ale także zwyczajów poszczególnych osobników. Ich działanie nie ingeruje w żaden sposób w życie zwierząt i nie wpływa na ich zachowania. Pole widzenia w zależności od modelu obejmuje od 42 do nawet 150°. Kamery mogą być przy tym połączone w ramach jednej sieci i przesyłać materiał na żywo – pozwala to zarządcom parków i rezerwatów podejmować szybkie decyzje w przypadku niezbędnej interwencji.
Dzięki fotopułapkom ekolodzy mogą oceniać zmiany zachodzące w ekosystemach, obecność lub brak określonych gatunków, zwyczaje sezonowe zwierząt, sposób wykorzystania siedlisk, nocne zachowania itp. W badaniu zrealizowanym w 2011 r. z użyciem fotopułapek okazało się np. że wielkoszczury leśne (Cricetomys emini) odpowiedzialne są za drugorzędne roznoszenie nasion w tropikalnych lasach Afryki. Technologia ta jest stosunkowo tania i łatwa w obsłudze, ale wymaga dobrej znajomości terenu i umiejętnego zaplanowania lokalizacji sprzętu.
Tabela przedstawiająca korzyści z zastosowania nowych technologii dla ochrony dzikiej przyrody; opracowanie własne
Monitoring GPS
Krokiem dalej w kierunku śledzenia ruchów zwierząt i losów całej populacji jest wykorzystanie systemu GPS. Jego uruchomienie jest co prawda trudne i wiąże się z ingerencją w życie poszczególnych osobników, ale potencjał jest nie do przecenienia. Jak to wygląda w praktyce?
Pochwyconym zwierzętom (przede wszystkim małpom, wielkim kotom czy ptakom) zakłada się obrożę lub obrączkę z nadajnikiem sygnału. U płazów, gadów, a także fok urządzenia przyklejane są za pomocą żywicy bezpośrednio do skóry. Wypuszczone na wolność osobniki mogą być następnie śledzone przez naukowców z realnym czasie dzięki systemom satelitarnym (np. Argos) lub sieciom telekomunikacyjnym (np. GSM).
Według organizacji Save the Elephants wykorzystanie GPS pozwoliło nawet o 50% zmniejszyć liczbę kłusowniczych polowań na słonie. Ta sama technologia pomogła zidentyfikować nieznane wcześnie trasy wędrówek żółwi morskich, dzięki czemu można było wprowadzić działa ochronne, które zwiększyły sukces wylęgu jaj o 20%. Z kolei w Indiach obserwacja wyposażonych w nadajniki GPS tygrysów bengalskich pozwoliła wyznaczyć chronione korytarze ułatwiające pręgowanym kotom wędrówki w celach rozrodczych.
Technologia GPS może być również wykorzystywana jako wczesny wykrywacz chorób wśród populacji zwierząt. Dziwne zmiany w zachowaniu sezonowym zwierząt mogą wskazywać na problemy zdrowotne i są dla ekologów ważnym sygnałem do rozpoczęcia bardziej wnikliwych obserwacji i badań. W rezultacie pojawia się szansa na ograniczenie rozwoju poważnych epidemii, które mogą zagrozić całym ekosystemom.
Wykorzystanie nadajników GPS do śledzenia zwierząt ma swoich zwolenników i przeciwników. Ci pierwsi wskazują, że możliwość obserwacji wędrówek poszczególnych osobników w internecie pomaga zwiększyć świadomość społeczną i ułatwia zdobywanie funduszy na ochronę przyrody. Przeciwnicy jednak wskazują, że zwierzęta z obrożami zachowują się nienaturalnie i są odmiennie traktowane przez członków stada czy potencjalnych partnerów, co może prowadzić do zaburzeń w populacjach.
Afrykańskie dzikie psy z obrożami wyposażonymi w nadajniki GPS, źródło: Kengitau254, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Sztuczna inteligencja dla ochrony przyrody
Zdjęcia satelitarne, fotopułapki czy dane z monitoringu GPS to zaledwie informacje, które musimy stosownie przetworzyć i wyciągnąć z nich poprawne wnioski. W tym zakresie fantastyczny potencjał prezentuje sztuczna inteligencja, która wykorzystuje maszynowe uczenie czy sieci neuronowe do budowania modeli i prognoz na bazie złożonych zestawów danych geograficznych, biologicznych, meteorologicznych, itd.
Sztuczną inteligencję wykorzystuje się już np. do analizy nagrań z fotopułapek w celu identyfikacji schematów biologicznych i odstępstw od nich. Zwłaszcza w parkach i regionach, gdzie ilość materiału fotograficznego lub wideo jest ogromna, ludziom trudno byłoby przeanalizować je dość szybko i sprawnie. Fotopułapki korzystające ze sztucznej inteligencji potrafią dziś rozpoznawać gatunki na bazie trudnych do rejestracji okiem ludzkim szczegółów i mogą bardzo trafnie określać rozmiary poszczególnych zwierząt.
Z komputerowego przetwarzania materiałów foto i wideo można również wysnuć ważne wnioski na temat aktywności dobowej, zwyczajów pokarmowych czy rozrodczych – jednym słowem, ogólnej kondycji i problemów dzikiej przyrody. Im więcej zaś danych spływa, tym trafniejsze diagnozy rozwija AI, dając ekologom podstawy do podejmowania skuteczniejszych działań ochronnych i regeneracyjnych.
Technologia dla ochrony przyrody – pytania i odpowiedzi
Czy nadajniki GPS są bezpieczne dla zwierząt?
Z dotychczasowych obserwacji wynika, że sygnał emitowany przez nadajnik nie zagraża zdrowiu zwierzęcia. Sam fakt posiadania obrączki czy obroży może jednak okresowo zmienić zachowanie poszczególnych osobników.
Czy obserwacja dronami nie zakłóca życia zwierząt?
Wykorzystanie dronów do monitoringu może negatywnie wpływać na gniazdowanie ptaków. Stąd prywatne i komercyjne loty nad parkami i rezerwatami są zabronione.
W jaki sposób sztuczna inteligencja może pomóc w ochronie dzikiej przyrody?
Potencjał przetwarzania ogromnych ilości danych i wyciągania z nich wniosków pozwala lepiej i szybciej identyfikować problemy w populacjach i ekosystemach.
- „Is Technology Bad for the Environment? Statistics, Trends, and Facts” Inemesit Ukpanah, https://www.greenmatch.co.uk/blog/technology-environmental-impact, 27/12/2024;
- “Camera Trapping” WWF, https://www.wwf.org.uk/project/conservationtechnology/camera-trap, 27/12/2024;
- “Use of camera traps for wildlife studies. A review.” Franck Trolliet i in., https://www.researchgate.net/publication/266381944_Use_of_camera_traps_for_wildlife_studies_A_review, 27/12/2024;
- “AIMS for wildlife: Developing an automated interactive monitoring system to integrate real-time movement and environmental data for true adaptive management” Michael L. Casazza i in., https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030147972301424X, 27/12/2024;
- “GPS tracking is revolutionizing wildlife conservation” https://www.trackingfox.com/2024/02/02/gps-tracking-is-revolutionizing-wildlife-conservation/, 27/12/2024;
