麦克斯韦·拉德温

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2026年4月30日

危地马拉的猩红金刚鹦鹉。图片由罗尼·罗德里格斯提供。

• 危地马拉玛雅生物圈保护区的一项新项目将安装生物声学设备，这些设备能够“监听”非法活动，利用训练好的人工智能模型识别链锯、枪声及其他与环境犯罪相关声音。
• 该项目是贝索斯地球基金会主办的价值1亿美元的“气候与自然人工智能大挑战”的一部分，旨在创新利用人工智能应对生物多样性丧失、气候变化和粮食不安全问题。
• 这些设备将安装在受牛群牧场和非法人类定居威胁的保护区部分地区，近年来这些地区每年造成数千公顷森林损失。
• 项目成员表示，如果成功，生物声学技术可以与摄像头陷阱、无人机监测、卫星数据和人类观察结合，制定更高效、数据驱动的保护策略。

危地马拉弗洛雷斯——今年三月，在玛雅森林巡逻的护林员发现了被猎捕的鸟类羽毛和被清理出的林间小径。这些通向他们在森林中开辟了一个2公顷（5英亩）的空地，可能是占地者计划定居并扩张的。

清理森林的人无影无踪。护林员推测，砍伐大约发生在八天前。即使有摄像机陷阱和其他技术，也几乎无法实时检测到它。

快速响应长期以来一直是玛雅生物圈保护区的保护者面临的挑战，该保护区覆盖危地马拉北部，面积达220万公顷。该保护区由国家公园、伐木特许地和生物廊道拼接而成，其中一些因养牛和非法伐木而受到压力。

危地马拉野生动物保护协会生物研究主任罗尼·加西亚·安勒乌说：“如果我们每两三个月就去一次，结果在上次访问后一天发生了什么事，那么两三个月内可能都没有任何信息。”

保护区内一项新项目旨在通过生物声学设备“监听”非法活动，利用训练好的AI模型识别与伐木、狩猎及其他犯罪相关的声音，以缩短护林员的响应时间。

它是由贝索斯地球基金会主办的价值1亿美元的“气候与自然人工智能大挑战”的一部分，旨在创新利用人工智能应对生物多样性丧失、气候变化和粮食不安全问题。

该项目还将在巴西生态保护区的潘塔纳尔湿地设立第二期项目。

美国康奈尔大学鸟类学实验室、德国开姆尼茨理工大学和巴西南马托格罗索联邦大学共同提交了该提案。该团体是挑战赛的15支获胜者之一，每支奖金高达200万美元。

“他们基本上让我们在森林中竖起耳朵，以更快、更高效的方式发现和应对威胁，”中美洲和加勒比地区野生动物保护协会主任杰里米·拉达乔夫斯基说。

野生动物保护协会已经在玛雅生物圈保护区使用声学设备大约三年了，但这种技术更简单且效果较差。这些设备每天只收集几小时的声音，需要护林员亲自前往每个设备所在位置——有时距离最近的站点数天——并将记忆卡带回进行审查。

康奈尔的研究人员正在提供更先进的设备，计划今年进行测试，明年初安装。其中包括一个机器学习模型，可以训练识别枪声、链锯声、引擎声及其他人类活动的声音。包含简短声音片段和元数据的小型数据包——包括位置、日期、时间及其他基本信息——通过卫星发送到研究人员和护林员可访问的在线存储库。

模型还可以学习物种的发音。团队计划加入一些生物声音，如猩红金刚鹦鹉的叫声，但部分成员表示将重点关注环境犯罪。

“你传递信息，让我们查看后说，‘是的，这是枪声。我们应该出去准备，然后[调查]一下’”“这是一种明智的做法，”康奈尔大学杨凯莉生物声学保护中心主任霍尔格·克林克说。

克林克以生物声学技术为核心，曾多年利用水下无人机及其他设备在美国海军进行训练活动的近海区域监测海洋哺乳动物。

克林克说，水下声音传播效率高，海洋哺乳动物倾向于通过“喋喋不休”来交流，通常带有独特且孤立的声学特征。在某些情况下，水下项目只需一台录音设备。但地面声景可能更具挑战性。在生物多样性高的森林中，会有多种重叠的动物声音以不同频率出现，还有风声、电锯声和引擎声。许多声音可以掩盖安静的物种。

其他声音则极为相似，比如树枝断裂和枪声。

玛雅生物圈保护区里的一只美洲虎。图片由野生动物保护协会提供

“我们谈论的是地球上生物多样性最高的地区之一，所以这里发生了很多事情，”美国马萨诸塞大学阿默斯特分校环境保护教授劳拉·菲格罗亚说，她虽未参与该项目，但利用生物声学进行生态保护和昆虫学。

她补充道：“当生物飞行时，会无意中发出声音。蝙蝠试图回声定位以寻找猎物。无论是大尺度还是小型无脊椎动物，它们也在发出声音，发生的事情实在太多了。”

为确保准确检测，团队将在安装设备前训练AI模型。该过程包括向它输入引擎、电锯、枪械及其他声音的录音，使其“学习”如何区分它们细微的声学特征。

克林克表示，该算法应能处理50到100种声音。

如果检测系统不够准确，就有可能失去现地保护人员的信任。他说，误报太多，护林员会开始忽视警报，或者认为这些警报不值得到现场调查。

克林克表示，该项目可以通过让护林员更多参与核查过程来降低这一风险。他们会有实际的音频剪辑、频谱图和“信心评分”来做决策，而不仅仅是对某个声音被检测到的通用提醒。

声谱图是一种声音的视觉表示，X轴为时间，Y轴为频率，并用颜色编码表示声音的响度。电锯的声谱图与鸟鸣完全不同。

野生动物保护协会一名巡护员在拉古纳德尔蒂格雷国家公园检查监测技术。图片由麦克斯韦·拉德温提供

克林克说，如果护林员能亲自听到声音并比较不同频谱图的形状，他们在前往新警报地点时会更有信心。

“我们希望让那些根据数据采取行动的人参与进来，”他说。“我们希望他们参与进来，真正让他们信任自己所采取的行动。”

该项目将在保护区周边的多个国家公园和森林特许地实施，其中一些地区正受到养牛业、伐木和非法人类定居的压力。

团队预计部分设备会被树上发现的人偷走或损坏，即使它们藏得很好。克林克说，过去人们甚至会向这些装置开枪，却不知道是什么东西。

还有些可能被牛群损坏，因为牛群以好奇心著称，或者在恶劣天气条件下失灵。

但项目中几位工作人员告诉Mongabay，最大的挑战仍可能是后勤问题。

克林克强调，这些设备提供近乎实时的监控——而非即时警报。由于功率限制，录音仅定期传输。根据设备的配置，这意味着护林员可能需要几分钟、几小时甚至几天才能收到某些警报，前往该地区的时间更长。

一月，一辆护林员车辆在拉古纳德尔蒂格雷国家公园泥泞中被困。图片由麦克斯韦·拉德温提供。

即使几分钟内收到警报，部分设备也会安装在雨林偏远地区，尤其是在6月至10月的雨季，这些地区可能需要数天才能到达。

在一月份与康奈尔团队成员及野生动物保护协会的初步头脑风暴会议中，有两辆皮卡卡车陷入泥地，需要用绞盘拉出。其中一辆车还爆胎了。项目中的几位成员表示，快速到达部分警报地点并非总是可能。

“即使我们能实时接收，也不会实时到达，也不会瞬移，”加西亚说。

团队仍在努力找出如何最好地利用他们将收集到的新生物声学信息。在一月份的头脑风暴会议上，成员们讨论了谁应接收警报、什么触发现场响应以及何时安全执行警报。

会议上的一个共识是，生物声学更适合采用“数据融合”方法，即结合基于声音的警报、摄像头陷阱数据、无人机监测、卫星影像和人类观察。

项目中多位参与者表示，目前如此多技术的结合需要大量的反复试验。但最终，他们期望出现一种更高效、数据驱动的保护策略。

“毫无疑问，未来在于数据融合，”克林克说。“我们需要更紧密地合作。我们需要整合这些数据流，希望能尽可能全面地了解环境中发生了什么。”