美國國家航空航天局協(xié)助科學(xué)家鳥瞰鳥類種群狀況 _美國

據(jù)美國國家航空航天局（凱倫·羅曼諾·揚）：美國國家航空航天局的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和公民科學(xué)觀測相結(jié)合，得出了關(guān)于鳥類種群的新發(fā)現(xiàn) 。
通過eBird公民科學(xué)家項目，數(shù)百萬觀鳥者記錄了他們對不同物種的觀察，并向康奈爾鳥類學(xué)實驗室提交了檢查表。通過與美國國家航空航天局的合作，該實驗室現(xiàn)在已經(jīng)使用這些數(shù)據(jù)來模擬和繪制近500種北美鳥類的種群趨勢。
在蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的Alison Johnston的帶領(lǐng)下，研究人員報告稱，研究中75%的鳥類在大范圍內(nèi)正在減少。然而，這項研究對鳥類來說有一些好消息。該研究結(jié)果于5月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，提供了見解和預(yù)測，可能會影響鳥類棲息地的未來保護。
美國國家航空航天局華盛頓總部的生物多樣性和生態(tài)預(yù)測項目經(jīng)理Keith Gaddis沒有參與這項研究，他說：“這個項目展示了將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與美國國家航空宇航局遙感相結(jié)合，以模擬以前無法記錄的生物現(xiàn)象的力量。” 。“這些數(shù)據(jù)不僅提供了對地球系統(tǒng)的洞察，還為土地管理者提供了可操作的指導(dǎo)，以減輕生物多樣性的喪失。”

約書亞樹國家公園的鷦鷯。來源：National Park Service / Jane Gamble
康奈爾大學(xué)、圣安德魯斯大學(xué)和美國鳥類保護協(xié)會的一個團隊使用美國國家航空航天局中分辨率成像光譜儀（MODIS）儀器的土地成像數(shù)據(jù)來區(qū)分開闊森林、茂密灌木叢、草本農(nóng)田和森林/農(nóng)田鑲嵌等特定鳥類棲息地。他們還利用了美國國家航空航天局的天氣信息和水?dāng)?shù)據(jù) ，這些數(shù)據(jù)與觀鳥者報告的日期和時間相匹配。
當(dāng)與一組14年的eBird清單相結(jié)合時——3600萬組物種觀察和計數(shù)，直接與棲息地相關(guān)聯(lián)——衛(wèi)星數(shù)據(jù)為研究人員提供了幾乎堅實的基礎(chǔ) ，可以清楚地了解鳥類種群的健康狀況。但有一塊缺失了。
與 Wren 數(shù)據(jù)搏斗
雖然一些eBird清單來自深入野生動物保護區(qū)的專家觀鳥者，但其他清單是由觀察喂鳥器和洗碗的新手發(fā)送的。這創(chuàng)造了康奈爾大學(xué)統(tǒng)計學(xué)家丹尼爾·芬克所說的“一個非結(jié)構(gòu)化、非常嘈雜的數(shù)據(jù)集”，其中包括觀鳥者沒有到達的景觀中的空白，最終還有一些失蹤的鳥類。
為了解釋沒有計算鳥類的空白，研究人員訓(xùn)練了機器學(xué)習(xí)模型，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)填寫地圖。約翰斯頓說：“對于每一個物種，比如巖鷦鷯，我們都創(chuàng)建了一個模擬，模擬了該物種以及它對環(huán)境變化的各種反應(yīng)方式。” 。“成千上萬的模擬是我們展示結(jié)果的基礎(chǔ) 。”

美國西部的灰度地圖，上面覆蓋著代表巖鷦鷯種群變化的紅藍點。地圖上顯示了大多數(shù)紅色陰影點。來源：CornellLab eBird
研究人員實現(xiàn)了前所未有的分辨率，將注意力集中在12英里乘12英里（27公里乘27公里）的區(qū)域，與俄勒岡州波特蘭市的區(qū)域相同。芬克說，這種新的人口計數(shù)方法也可以應(yīng)用于其他地點的eBird數(shù)據(jù) 。他補充道：“現(xiàn)在我們正在使用建模來追蹤鳥類種群——不是全年的季節(jié)性，而是全年的——這是一個重要的里程碑。”
康奈爾大學(xué)科學(xué)產(chǎn)品經(jīng)理Tom Auer說：“我們已經(jīng)能夠獲取公民科學(xué)數(shù)據(jù)，并通過機器學(xué)習(xí)方法，在我們可以找到的信號類型方面，將其與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化調(diào)查置于同等地位。” 。“這將提高全球使用這些信息進行精確保護的人們的可信度和信心。”
好的一面
自1970年以來，隨著全球物種數(shù)量的下降趨勢，北美已經(jīng)失去了四分之一的繁殖鳥類。原因包括污染加劇、土地開發(fā)、氣候變化和糧食資源減少。扭轉(zhuǎn)這一損失的努力取決于確定鳥類生活在風(fēng)險最高的地區(qū)，評估它們的種群，并確定保護最有幫助的地點。
對于新研究中報告的83%的物種，在以前種群最豐富的地方下降幅度最大，這表明棲息地存在問題。
約翰斯頓說：“即使在種群數(shù)量大幅下降的物種中，仍然有希望的地方，種群數(shù)量正在上升。” 。該團隊在97%的報告物種的地圖上發(fā)現(xiàn)了種群增長。“這表明這些物種有機會。”
康奈爾大學(xué)環(huán)保主義者Amanda Rodewald說：“鳥類面臨著如此多的挑戰(zhàn) 。” 。“這項研究將幫助我們做出精確、有效且成本較低的變革戰(zhàn)略決策。這是一次變革。現(xiàn)在我們可以真正深入了解，知道在阻止鳥類減少方面，我們將在哪些方面產(chǎn)生最積極的影響。”
作者：Karen Romano Young美國國家航空航天局總部，華盛頓