地球上的生物多样性到底消失得有多快？

COVID-19的大流行还使人们意识到，健康的生态系统对人类生存至关重要。人类活动不仅改变了土地利用方式，促使农业扩张，野生动物贸易和消费也破坏了生态平衡，打破了人与野生动物、牲畜之间的活动边界，增加了病原体传播的可能。保护生物多样性不仅是保护动物和自然环境本身，也是维系人类社会健康和可持续发展的关键。

一个急迫的现状是，人类社会对于自然环境和物种生存状况的了解仍有缺失。由于数据收集、分析的技术瓶颈，自然环境正发生哪些变化，许多物种为何繁荣和衰退，原因仍不为人所知。如果不了解原因，也就无法解决问题。随着通讯技术升级，大数据、人工智能等数据分析手段不断迭代，如何利用科技解决环境和可持续问题是科技企业当下面临的机遇。

生物多样性丧失的原因有许多，工业发展和城镇化加速，人类对自然资源和土地开发需求加剧是威胁野生动植物生存的重要因素。IPBES的报告显示，栖息地的丧失和退化已经导致全球陆地栖息地完整率下降了30%。1900年以来，大多数主要陆地栖息地的本地物种平均丰度至少下降了20%，且大部分损失发生在1900年以后。有超过40%的两栖动物，大约33%的珊瑚礁和33%以上的海洋哺乳动物正面临灭绝威胁。

为了保护生物多样性、可持续利用生物多样性及公正合理分享由利用遗传资源所产生的惠益，1993年，160多个国家签署的《生物多样性公约》（Convention of Biological Diversity, CBD）生效，缔约各国自1994年起每两年举办缔约方大会，齐议全球生物多样性保护。2010年，CBD在日本爱知县制定了20项目标，目的是解决包括森林破坏、不可持续的农业、污染、栖息地丧失和入侵物种等导致生物多样性丧失的驱动因素，同时增加保护区面积、提升公众意识、普及科学知识，并将生物多样性纳入各国政策制定中。各国约定这些目标应在2020年之前达成。

生物多样性与社会、经济的可持续发展联系紧密，比如，动物栖息地破坏会增加人畜共患病的发生风险，生物多样性流失也会影响粮食安全，加剧社会不平等。但在保护生物多样性上，人类的表现仍差强人意。根据CBD去年发布的报告，截止2020年，“爱知目标”中的20项目标没有一个完全实现，只有6个目标实现了部分要素。CBD执行秘书伊丽莎白·姆雷马评价说，“如果你看记分卡，它就像一份学业报告，最高得分是进展不到30%，没有一个爱知目标将会完全得到实现，因此，在10年内实现20个目标方面，我们失败了。

2016年12月，中国获得了CBD第十五次缔约方大会主办权。会议原定于2020年9月在云南昆明举行，后因全球新冠疫情而延期至2021月5月。此次大会上，各国将聚首商讨2020年后的全球生物多样性保护框架，审视过往策略的系统性缺陷，避免重蹈爱知的覆辙。对中国来说，这是一次展现其在生物多样性保护工作成果和领导力的一次机会，而其举办地昆明本身就极具象征意义：作为中国生物多样性最丰富的省份，云南省面积只占中国领土总面积的4%，但各类群生物物种数均接近或超过全国的一半。

除了政府、保护专家和公共机构的投入，更需要商业机构和社会其他部门的通力合作。正如联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯在2020年9月的联合国生物多样性峰会上所说，“生物多样性和生态系统对人类进步和繁荣至关重要……但我们的努力还不足以实现为2020年设定的任何一项全球生物多样性目标。我们需要更大的雄心壮志——不仅是政府，而且是社会所有行为者。”

中国有着丰富的生物多样性，但其受威胁程度也相当严重。《中国生物多样性红色名录》的评估显示，中国34450种高等植物中，受威胁物种3767种，约占植物总数的10.9%；4357种脊椎动物中，受威胁物种932种，占被评估物种的21.4%。

就地保护是生物多样性保护的有效手段。自上世纪50年代第一个自然保护区设立，中国已逐步形成以自然保护区为主体，并包含风景名胜区、森林公园、地质公园等10多类保护形式在内的自然保护地体系。但受到管理体制限制，这些自然保护区存在行政破碎化、机构管理重叠、空间布局不合理等问题，相关机制亟待变革。2017年10月，党的十九大报告明确，中国将建立“以国家公园为主体的自然保护地体系”。这意味着中国的自然保护地体系无论从理念、管理制度和生态意义上都面临着一个制度调整和改革的契机。

但是，仅有保护地是不够的。为了更好地掌握动物活动规律、摸清威胁来源、评估保护成效，保护者往往需要对大量动物活动的数据进行实时收集和有效分析，了解受保护物种的分布、栖息地状况、和其他物种的互动、人类活动的情况，以及非法盗猎和火灾可能造成的威胁。

我国对东北虎豹的监测可以说明数据对物种保护的重要性。东北虎是世界现存最大的猫科动物，中国东北广袤的温带针阔混交林曾是它们的栖息地。但在过去100多年间，人类活动的干扰加快了森林的消失和退化，东北虎豹种群和分布区锐减，这种趋势直到21世纪初才开始有所改善。“东北的森林虽然在历史上进行了多年开发，但是它依然保存着比较完整的森林面积，生态系统食物链也比较完整，不仅有东北虎豹，还有很多大中型的食肉动物，比如熊等，支撑它们的还有许多食草动物，如梅花鹿、野猪等，它是一个相对比较完整的生态，也是不多见的完整食物链。保护这样的栖息地为整个恢复虎豹种群和恢复生态系统提供了一个很好的基础。”国家林草局东北虎豹监测与研究中心副主任、东北虎豹生物多样性国家野外科学观测研究站副站长、北京师范大学生命科学学院副教授冯利民说。

中国在上个世纪末在全国范围内进行了第一次野生动物大调查，但由于手段有限，研究者们无法确认中国是否存在野生东北虎豹种群。21世纪初，东北和中俄边境出现野生虎豹活动相关报道，但也只是基于零星本地村民报告。为了从生态系统水平上对东北虎豹及同域分布的其他动物和生境进行系统调查，2006年，北京师范大学虎豹团队在国家林草局、吉林省林业厅、黑龙江森工集团的支持下在东北建立了一个东北虎豹生物多样性长期监测平台，冯利民即是这支团队的野外负责人。研究最初是围绕三个基本问题展开的：中国境内到底还有没有野生东北虎豹种群？它们是否真正定居在中国，是否有向内扩散的可能性？能否制定一个可行的虎豹恢复计划？

2007年和2010年，监测平台分别拍摄到了中国第一张自然状态下东北虎及东北豹的活动照片，证明了中国境内有野生东北虎豹活动。基于多年的红外相机影像分析，研究团队识别出2012-2014年之间，在中国境内活动的东北虎数量至少有27只，东北豹至少42只。这一发现打破了此前中国缺乏可靠东北虎豹研究数据的困境，并推动了中国政府于2017年在与俄罗斯接壤的东北边陲设立了一个横跨吉林、黑龙江两省，面积达1.46万平方公里的东北虎豹国家公园试点。这也是中国第一个由中央直管的国家公园。

但是，监测数据的收集过程十分不易。红外相机依赖人工安装在离地面高半米多的乔木树干上，地点通常是兽道、山脊、土路、洞穴等动物最常出现的地方。每隔两、三个月，科研人员与向导、巡护员一起，要按GPS导航前往相机点，检查电池、更换数据储存卡。“一旦出现意外，冬天被困在大山里面了，得求生。你知道没信号是多么可怜吗？两三个小时爬到山顶，跟家里联系说我们车在哪，什么位置坏了，再下来，甚至于走到天黑。没办法，联系不上啊。有信号对于我们巡护员来说，是一种保障。”东北虎豹国家公园巡护员刘国庆说。

“我们把山里全跑遍，得跑几个月。数据回来，收集、处理，又几个月。最后分析，周期几乎要一年。”冯利民说。总结下来，传统自然资源管理中，“巡护靠走”、“通讯靠吼”是护林员们的工作常态；而使用传统调查方法，生态学家在科研中也习惯了“采集靠手”、“识别靠瞅”。通信基础设施的改进和数据分析手段的迭代，已经成为物种保护和研究不得不跨越的障碍。

为了更有效地对东北虎豹进行观测，国家林业局依托北京师范大学成立的东北虎豹监测与研究中心，开始着手研发一套东北虎豹国家公园“天地空”一体化监测系统，并于2018年在吉林珲春500平方公里的虎豹密集活动区进行了小试。这套系统分为野外信息采集、实时传输、数据分析处理三层架构，通过安装在东北虎豹国家公园各处的野生动物、水文、气象、土壤等监测终端，能够从野外实时回传大量自然资源和物种监测数据。

在这套系统中，华为与吉视传媒联合打造的700M有线无线融合的LTE承载网络作为系统底层起到关键作用。700MHz无线电波穿透性好、抗干扰能力强，在设备指标相同的情况下，单个基站覆盖范围相当于10至20个传统电信运营商4G基站，对于保护区而言生态破坏少，成本低，且覆盖范围广。实施中，单基站林区实测覆盖半径超过10km，也超过了传统运营商在2GHz频谱的2km左右覆盖范围。

此外，基站建设依托的是森林原有的防火塔，最大程度地减少了对环境的干扰。有了这套系统，不仅支持红外相机图像和高清视频可以实时回传，土壤、水质、空气等传感器的生态因子采集回传，森林防火和道路卡口监测影像的实时传送，同时还能实现护林员巡护轨迹的实时查询，护林员视频或语音实时对讲等功能。以森林防火为例，冯利民说，以前防火措施都是靠人，“在山上建一个暸望塔靠人拿着望远镜，经常可以看到护林员几个月呆在塔里，其实很危险。但现在不需要人力了，把带人工智能识别功能的高清摄像设备用上去，就能看到一二十公里外的情况。”

2019年12月，东北虎豹国家公园在5000平方公里虎豹密集活动区域完成了东北虎豹国家公园“天地空”一体化监测系统中试建设。42个LTE基站、3000余台监测终端，可对中俄边境200km长的虎豹跨境监测带、虎豹核心区和扩散区进行监测，跟踪自然生境下野生东北虎豹的生存状况。

截至2020年底，该系统已经基本覆盖了整个东北虎豹国家公园，并且升级为东北虎豹国家公园生态大数据云平台，这意味着目前公园内已有数万个各种类型的监测终端遍布各处。这些终端每天可以产生约数万条监测数据。由于数据量庞大，系统会借助人工智能进行图像分析，识别野生动物踪迹，减轻了人工识别分析数据的负担。截至目前，该系统已经获取了超过1万次东北虎、东北豹和200多万次梅花鹿等野生动物活动和自然资源监测影像。下一步，华为计划持续与国家林草局东北虎豹监测与研究中心在智能视频图像分析、大数据分析、5G等创新方案上展开合作，为全国乃至全球范围的国家公园和自然保护地智慧化建设提供参考。

利用新型技术手段监测和保护东北虎豹只是华为在可持续发展方面的探索之一。2019年，华为启动TECH4ALL数字包容行动计划，致力通过技术、应用和技能三方面的数字赋能，推动公平优质教育、保护脆弱环境、促进健康福祉、推进均衡发展四个领域的数字包容。华为TECH4ALL行动计划环境领域负责人邢振超表示，可以用三句话表述清楚TECH4ALL的内涵：第一，它承接华为公司的愿景与使命；第二，它是华为面向“数字包容”话题的倡议和长期行动举措；第三，它以数字技术和产品为核心来推进联合国可持续发展目标的加速达成。

举例来说，在保护脆弱环境上，华为自2019年起就与非盈利组织RainforestConnection（RFCx）合作，将废弃手机加装太阳能改造成一套被称为“森林守卫者”的雨林监听系统，这套系统可以监听热带雨林中的各种声音，将数据实时传输到云端搭载了人工智能系统的服务器中，帮助护林员监听盗伐异响，定位非法毁林行为。RFCx成立于2014年，目前已经在秘鲁、巴西、哥斯达黎加、厄瓜多尔、喀麦隆等多个国家开展了项目。

今年1月22日，在2021世界移动大会“共荣互联”论坛上，华为公司高级副总裁、董事陈黎芳在《相信技术的力量》发言中强调，科技是推动人类进步的引擎。她呼吁每个人、每个企业从点滴做起，推动实现联合国可持续发展的目标，共建一个绿色、创新、包容的美好世界。

在大数据和算法技术日益精进的今天，利用人工智能技术处理野外监测数据已经成为趋势。2018年，世界经济论坛联合普华永道和斯坦福森林环境研究所发布报告称，随着人工智能的功能和应用范围不断扩展，其有望被用于改造传统行业和系统的运作方式，以应对人类面临的一系列可持续问题。报告识别了气候变化、生物多样性和生态保护、健康的海洋、水资源安全、清洁空气、天气和灾害韧性等六个急需变革性解决方案的领域，并指出栖息地的保护和修复、可持续贸易、污染控制、入侵性物种和疾病控制、自然资本变现可以成为人工智能在生物多样性和生态保护领域的应用方向。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院计算机科学教授米林德·坦贝实验室开发的野生动物安全保护助手（PAWS）是这种应用的典型例子。PAWS是一套人工智能系统，它可以利用机器学习来预测盗猎热点，帮助巡护员更有效地进行巡查。具体而言，PAWS的核心算法由博弈论推理、偷猎者的行为模型和路线规划构成，该系统通过输入保护区的基本信息和以往巡逻、偷猎活动的历史记录，计算并输出巡逻路线，巡护人员执行这些路线后会收集更多数据，反馈给PAWS。这套系统目前已经在6个国家公园得到实施。待初步测试后，预计全球将有800多个保护区可以使用这套系统。

人工智能还能大批量识别动物图像和声音文件，帮助科学家们进行数据分析。位于美国波特兰的非营利机构Wild Me创建的平台Wildbook，可以利用计算机视觉和深度学习算法，大规模扫描数百万张众包的野生动物图像，并识别特定的物种及动物个体，极大压缩了人工筛选分析的时间。

全球范围内，试图利用科技手段解决可持续发展问题的企业已有很多。比如，微软在2017年启动了AI for Earth计划，旨在支持并与环保组织和研究人员合作，利用人工智能、机器学习和云计算解决一些棘手的环境和可持续问题。该计划也分别向PAWS和Wild Me提供了云计算支持。

未来，微软期待打造一个能够提供地球上所有物种、资源分布情况的“行星计算机”（Planetary Computer），该数据库由微软云计算服务Azure和人工智能技术驱动，用户可以根据地理位置搜索某个地区的特地环境，或是查询某种特定的环境存在于世界的什么地方。开发人员希望这一系统可以将全球众多数据环境与先进的机器学习技术结合，帮助世界各地的科学家监测、分析和管理地球上的自然资源，解决可持续发展挑战。

随着各国纷纷将可持续发展目标和应对气候变化提上日程，工业部门面临更严苛碳排放和资源开采标准，金融机构和个人投资者也必须在投资活动中识别一系列环境和可持续性相关的风险，以避免财务损失。这意味着商业公司积极参与可持续发展，不仅是企业家自愿承担社会责任的意愿使然，更是企业减少风险和寻求转型的必然选择。如何保持商业和创新活力，同时令大自然可持续地生生不息，或许是每一个企业必须要思索的问题。