在全球生态保护的宏大叙事中,国家公园作为自然生态系统的精华所在,承载着保护生物多样性、维护生态平衡以及提供生态服务等多重使命。随着科技浪潮的奔涌而来,国家公园智慧管理模式应运而生,为这片广袤自然空间的高效治理开辟了新路径,尤其是在生物多样性监管与保护方面发挥着关键作用。
一、国家公园智慧管理发展历程
国家公园智慧管理并非一蹴而就,而是经历了循序渐进的发展进程。早期,在信息技术初兴阶段,部分国家公园开始尝试引入基础的电子监测设备,如简单的气象站用于记录气温、降水等基础气象数据,初步实现对公园局部环境的定量观测,开启了数字化管理的探索之门。但此时,各类监测数据相互独立,尚未形成有效的整合与分析体系,对于生物多样性的监测仅停留在简单记录层面。
进入 21 世纪,随着物联网、大数据等技术逐渐成熟,国家公园智慧管理迎来重要发展节点。这一时期,一些国家公园率先构建起小规模的物联网感知网络,在特定区域部署温湿度、水质传感器等,实现环境数据的实时采集与初步传输。同时,大数据技术的应用使得公园能够对积累的资源监测等数据进行简单分析,开始关注生物多样性相关数据,如物种分布的初步统计,为管理决策提供有限支持,不过系统集成度仍有待提升。
近年来,随着 5G 通信、人工智能、地理信息系统(GIS)等前沿技术的迅猛发展与深度融合,国家公园智慧管理进入全面发展阶段。越来越多的国家公园开始打造全方位、立体化的智慧管理体系,实现从生态资源监测、设施运维到生物多样性监管与保护等多领域的智能化升级。众多国家公园积极开展智慧管理试点项目,并逐步向全国范围推广,智慧管理的理念与实践在不断探索中持续深化与完善,极大推动了生物多样性保护工作。
二、概念与内涵
国家公园智慧管理,是以现代信息技术为基石,深度融合物联网、大数据、云计算、人工智能、地理信息系统等前沿科技,构建全方位、立体化、实时化的管理体系。其核心在于打破传统管理模式的信息壁垒,实现对国家公园内生态资源、基础设施以及生物多样性等要素的精准感知、智能分析与科学决策,旨在提升管理效能,平衡生态保护与合理利用的关系,促进国家公园的可持续发展,尤其注重生物多样性的有效保护与监管。
三、关键技术应用
1.物联网感知体系
在国家公园内广泛部署各类传感器,如温湿度传感器、水质传感器、空气质量传感器、气象监测、碳监测等,它们如同公园的 “神经末梢”,实时采集环境数据并上传至管理系统。
2.大数据分析与处理
国家公园日常运营产生海量数据,大数据技术对这些数据进行整合、清洗、挖掘与分析。在地面,部署了大量的传感器和摄像头,构建起了密集的监测网络。这些设备犹如 “触角”,能够实时感知公园内的空气质量、水质状况、土壤湿度、动植物活动等生态指标。通过物联网技术,这些数据被源源不断地传输到数据中心,形成了一个庞大而动态的生态数据库。
3.人工智能辅助决策
借助人工智能算法,对生态监测数据进行深度解析,为生物多样性保护提供有力支持。声纹识别技术被应用于野生动物监测,不同物种甚至同一物种的不同个体都有独特声纹特征。通过布置声纹采集设备,可远程识别鸟类、兽类等动物的声音,判断物种种类与个体数量,了解动物的活动规律与分布范围,及时发现异常情况,如动物种群突然减少或新物种出现,为生物多样性保护决策提供重要信息。
基因识别技术也在国家公园生物多样性管理中崭露头角。科研人员采集动植物样本,利用基因测序与分析技术,精确识别物种,甚至追溯物种的起源与进化关系。通过基因识别技术,发现了一些此前未被记录的珍稀植物变种,这有助于更全面地了解公园内生物多样性本底,为制定针对性保护策略提供关键信息,精准识别并保护独特基因资源,维护生物多样性的遗传多样性层面。
4.地理信息系统(GIS)可视化管理
GIS 技术将国家公园的地理空间信息进行数字化呈现,通过构建二三维地理模型,直观展示公园地形地貌、生态资源分布、基础设施布局以及生物多样性分布情况。管理人员可以基于 GIS 平台进行可视化决策,例如确定生态修复区域时,依据生物多样性分布特征,选择最有利于物种恢复与繁衍的区域进行生态修复工作;评估工程建设对生态环境的影响范围时,精准分析工程可能对生物多样性造成的破坏,提前制定应对策略。