“青海湖中有兩(liang) 寶，一是湟魚，二是鳥”。

　　青海湖是我國最大的內(nei) 陸鹹水湖泊和國際重要濕地，其4400平方公裏流域也是國際候鳥遷徙的重要停歇地。每到候鳥遷徙季節，一幅“水—鳥—魚”生態畫卷就在這裏繪就。

　　然而很多人不知道的是，能夠在3300米海拔的青海湖生存的大型野生經濟魚類隻有一種，它就是湟魚。

　　因全身“幾乎無一鱗片”，湟魚又名青海湖裸鯉，是青海湖“水—鳥—魚”生態鏈中的核心物種。在曆史上，裸鯉曾因過度捕撈等原因造成數量急劇減少而登上“中華紅色物種名錄”，青海湖的生態環境也因此遭受重創。而今，為(wei) 了保護這一聖湖中的精靈，“AI識魚”“定位數魚”等新技術齊上場，使守護行動變得有力、高效。

　　一切要從(cong) 裸鯉的洄遊說起。

　　“裸鯉不能消失”

　　青海湖高寒、高鹽、高堿，對裸鯉性腺發育十分不利。每年5~8月的春夏之交，裸鯉都要從(cong) 青海湖洄遊到淡水河域尋找合適的產(chan) 卵地，產(chan) 卵後再回到青海湖內(nei) 。

　　洄遊之路無疑是一場充滿艱難險阻的生命之旅。

　　一般來說，溯遊越遠，魚卵孵化、魚苗生長時間越久，幼魚成活率就越高。但是，溯流而上的旅程越遠，裸鯉需要克服的困難越多——除了要奮力躍過激流，它們(men) 一路還會(hui) 遇到攔河大壩、淺灘、等待捕食的220多種候鳥等等。

　　但就是裸鯉的生命逆旅，為(wei) 在青海湖流域棲息、繁衍的鳥類提供了豐(feng) 富的食料，才串起了“鳥獸(shou) 糞便—浮遊生物—裸鯉—鳥—鳥獸(shou) ”的食物鏈，成就了青海湖的靈性與(yu) 自然之美。

　　裸鯉曾是青海人的救命魚。

　　二十世紀五六十年代，糧食緊缺。人們(men) 將目光投向青海湖裸鯉——捕魚隊來了，國營漁場建立了，大規模開發青海湖裸鯉資源的序幕就此拉開。短短數十年間，“神湖的饋贈”幾乎被捕撈殆盡。伴隨著河道萎縮、水域退化等，至新世紀初，青海湖裸鯉資源量已不足曆史最高時期的百分之一。

　　1994年，裸鯉被列為(wei) 國家二級保護動物；2003年，裸鯉被納入《青海省重點保護水生野生動物名錄》；2004年，裸鯉被中國環境與(yu) 發展國際合作委員會(hui) 在《中國物種紅色名錄》中列為(wei) 瀕危物種。

　　“裸鯉不能消失！”青海湖裸鯉救護中心主任史健全長期致力於(yu) 裸鯉保護事業(ye) ，他說，裸鯉還是一尾攸關(guan) 氣候調節的魚：“一旦湟魚滅絕，青海湖將發生水華，進而沼澤化、幹涸，依賴青海湖水汽降雨的祁連山牧場也會(hui) 麵臨(lin) 沙化風險。”

　　“裸鯉給了青海湖一片淨水，給了祁連山一道生態屏障，它是真正的水中精靈。”史健全表示：“保護裸鯉就是保護青海湖、祁連山等地區的生態環境。”

　　保護與(yu) 監管之路困難重重

　　在低溫缺氧的青海湖，裸鯉的生長發育十分緩慢，據稱裸鯉8~9年才能長大250克。因此，一旦資源枯竭，恢複起來十分不易。

　　人工增殖放流是恢複水生生物資源的重要手段。為(wei) 了恢複裸鯉種群，青海湖裸鯉救護中心自2002年開始有計劃地開展人工放流裸鯉種苗，補充個(ge) 體(ti) 數量，擴大種群規模。這種做法被延續下來，加速了裸鯉種群的恢複。

　　然而，屢禁不止、少量多次的偷捕行為(wei) 仍然讓保護者頭疼。

　　從(cong) 布哈河到哈爾蓋河，裸鯉的洄遊河道長達300公裏，沿河布局人力監管、實時追蹤偷捕、科學監測難度頗大。同時，階梯式回溯通道（人工修建而成，可在一定程度上刺激洄遊親(qin) 魚性腺成熟）的監管死角，更是讓野生裸鯉的守護與(yu) 監管困難重重。

　　中國水利水電科學研究院高級工程師王魯海向《中國科學報》介紹說，2019年，中國水利水電科學研究院與(yu) 青海湖裸鯉救護中心共同承擔了青海省科技廳“基於(yu) 生態水文過程的青海湖裸鯉種群動態監測關(guan) 鍵技術研究”項目，試圖綜合利用技術手段監測青海湖裸鯉的動向和種群規模，進而分析裸鯉種群結構及未來變動趨勢。但他們(men) 在研究中發現，利用放流回捕、超聲探測等傳(chuan) 統技術手段在青海湖具有局限性，無法滿足高水平監測需求。

　　如何高效地監測、追蹤洄遊通道上的裸鯉？為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 難題，研究人員瞄上了新的技術手段——通過綜合分析，他們(men) 最終選定了采用視頻監測魚道、人工智能（AI）處理提取信息的方法。也就是在這時，AI技術初創公司雲(yun) 從(cong) 科技加入了隊伍，“青海湖裸鯉AI保護方案”也很快出爐。

　　青海湖裸鯉AI保護方案

　　在這一技術方案中，“識魚”是第一步。

　　要在複雜多變的環境下識別水流中的裸鯉並不輕鬆。王魯海介紹說，為(wei) 了能在野外清晰拍攝裸鯉，研究團隊因地製宜，通過在監測鏡頭下河道中用噴塗有白漆的薄鐵皮構建單色背景等方法，增強裸鯉與(yu) 幹擾物的對比；為(wei) 了夜間也能看到魚，他們(men) 還在攝像頭邊布置兩(liang) 套紅外照明燈。

　　清晰的監測視頻來之不易。拋卻傳(chuan) 統通過形狀、紋理等的識別方法，作為(wei) AI保護方案的AI技術實施方，雲(yun) 從(cong) 科技提出了“精準魚體(ti) 監測技術”——先讓AI模型認識裸鯉，然後用它來處理海量監測視頻數據。

　　“測試顯示，雲(yun) 從(cong) AI技術對於(yu) 解決(jue) 項目中識別問題非常奏效。”看到識別效果，王魯海喜出望外：“‘AI識魚’與(yu) 人工判讀的精確度基本一致，甚至略高。”

　　雲(yun) 從(cong) 科技聯合創始人姚誌強告訴《中國科學報》，這項技術的關(guan) 鍵在於(yu) 魚體(ti) 檢測模型和視頻流的智能分析。

　　他解釋道，基於(yu) 深度學習(xi) 框架，開發人員首先訓練出能夠“AI識魚”的魚體(ti) 檢測模型；基於(yu) 上述模型，利用視頻流智能數據分析技術對視頻流每一幀圖像進行單幀檢測，並以“魚體(ti) 框坐標”的形式給出檢測結果，從(cong) 而實現對裸鯉的精準識別和定位跟蹤。

　　“識魚”之後是“數魚”。有了魚體(ti) 的精細定位和跟蹤，研究人員結合視頻識別、多邊形ROI（感興(xing) 趣域）等技術，將識別的裸鯉圈定在一個(ge) 動態固定的區域，記錄“魚體(ti) 位置、運動方向、移動速度”等數據。如此，通過對任何時間點或時間段內(nei) 的一個(ge) 或者多個(ge) 魚體(ti) 進行統計，並返回每條魚的坐標位置與(yu) 移動方向等屬性，來精準確定每一條裸鯉目標，進而開展對裸鯉個(ge) 體(ti) 軌跡分析和群體(ti) 軌跡分析。

　　“目前的檢測計數方法準確度超過95%、多目標跟蹤精度達到80%，而且算法從(cong) 稀疏到密集場景都能適用，速度上也能夠做到實時追蹤。”姚誌強告訴記者，這些數據通過推演，可幫助科研人員及時掌握裸鯉繁育數量及生態分布情況，及時發現潛在風險，從(cong) 而實現對裸鯉監測與(yu) 保護。

　　AI保護瀕危動物大有可為(wei)

　　值得欣慰的是，截止2020年12月，裸鯉蘊藏量已從(cong) 2002年最低點的2592噸，突破10萬(wan) 噸。

　　“實踐證明，AI技術能夠更加準確地監測種群信息，本項目的應用就是一個(ge) 生動的例子。”王魯海認為(wei) ，AI在瀕危物種保護方麵大有可為(wei) ：“瀕危物種在野外的種群數目很少，通過AI技術甚至可以做到對個(ge) 體(ti) 的精準識別，再結合大範圍的野外監控部署，就能夠獲得個(ge) 體(ti) 行為(wei) 軌跡或規律。

　　他介紹說，目前一些“猴臉識別”的技術方案正在做深入研究，成熟後可用於(yu) 我國野外金絲(si) 猴的保護。此外他還提出，通過AI技術識別造成物種走向瀕危的風險因子，也能夠為(wei) 及時預警和采取針對性應對方案提供極大幫助。

　　據王魯海介紹，目前這套軟硬件結合的魚類監測係統不僅(jin) 適用於(yu) 裸鯉的監測保護，還適用於(yu) 多種淺水河流的洄遊性魚類的野外監測，比如華子魚、川陝哲羅鮭等我國特有的洄遊性魚類。而這套經實踐技術成熟的AI係統，可以拓展到多種野生動物的監測，助力管理部門和科研工作者實時掌控珍稀物種動態，合理製定物種保護策略。

　　“對瀕危動植物的AI守護是一條艱巨而長遠的道路。”姚誌強說，未來，雲(yun) 從(cong) 科技將以裸鯉守護為(wei) 原點持續拓展生態合作，基於(yu) 智能化瀕危生物保護方案，將AI與(yu) 瀕危生物監測、研究和保護融合共創，維護物種多樣性，守護生態淨土。

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