在湖北咸丰县忠建河幽深的河床之下,一双双特殊的“眼睛”正悄然守护着国家二级保护动物大鲵的秘密生活。这不是科幻场景,而是全国首套大鲵智慧化监测系统在湖北咸丰忠建河大鲵国家级自然保护区的实战应用——由保护区凭借其丰富的现场经验和生态管理智慧与湖北民族大学科研团队联手打造的“生态哨兵”矩阵,正以厘米级精度和无畏暗夜的洞察力,成功破解了一直以来困扰野生大鲵保护的监测难题。

科技照亮监测盲区

“汛期山洪一来,连河段都进不去。”保护区工作人员一句话道出往昔窘境。正是基于保护区工作人员数十年如一日对流域生态的深刻理解和执着坚守,才为精准锁定监测痛点、联合科研攻关奠定了坚实基础。忠建河流域支流纵横、岩缝密布,加之大鲵昼伏夜出,传统人工监测不仅效率低下,更易惊扰这些敏感生灵导致数据失真。

2024年5月,湖北民族大学智能科学与工程学院工业互联与先进传感团队带来的“黑科技”终结了“溯溪寻鲵”的时代。项目负责人陈俊轶揭秘核心技术:“我们对养殖大鲵开展野化训练,并植入电子标签后放归,沿岸阅读器构建三维监测网。当携带标签的大鲵游过,3DLANDMARC算法0.5秒内锁定其位置,厘米级误差触发红外及水下相机拍摄。”

更关键的是对无标签野生大鲵的识别:系统通过已建立的图像数据库,运用改进的YOLOv11算法对大鲵轮廓、体态、前后肢、斑纹等特征建模。一旦监测区域出现特征匹配目标,系统即刻自动拍摄——即便在漆黑河底洞穴,也能清晰捕捉大鲵捕食、繁殖的珍贵行为影像。

激流淬炼“生态哨兵”

从实验室到险峻河床,这套系统的诞生堪称一场硬仗。保护区内空气湿度常超95%,初期设备频繁短路。团队利用控制箱精确打孔、三防漆排湿以及箱内疏水情况分析决策,才使得设备在常年高湿环境下稳定安全运行。

真正的考验在今年7月暴雨中降临:湍急洪水裹挟树干冲毁3台水下设备。团队在3小时内,驱车赶赴现场,并于齐腰激流中完成抢修。此后,水泥防护墙、防雨顶棚及24小时远程值守机制筑起防线,确保连续180天无间断监测数据链的完整获取。

数字档案守护生态屏障

如今,忠建河的大鲵家族拥有了专属的动态“数字档案”。这套由1套仿生养殖池监测系统、1套核心区监测系统及智慧管理平台构成的智能网络,已成功捕捉并拍摄到20余次野生大鲵的珍贵影像,标志着监测工作实现了质的飞跃。变革带来的成效十分显著:人力投入大幅减少了60%,监测误报率被严格控制在3%以下,同时彻底消除了人类活动对大鲵的干扰,极大地提升了监测数据的真实性。一个生动的例证发生在2024年冬季,系统通过分析水质异常数据与大鲵活动频次骤降的强关联性,迅速锁定并协助排查出上游存在的污染源,通过及时治理成功化解了一场潜在的生态危机。

这些突破性成果的背后,是陈俊轶团队扎实的科研基础作为强力支撑。相关研究成果已在《农业机械学报》等核心期刊发表,其中研发的基于D-Tr的3D LANDMARC定位算法模型以及基于改进YOLO v11n-EWL算法模型有效克服了传统技术的局限性。目前,该团队开发的核心技术已成功申请两项国家专利及软件著作权,为珍稀物种保护领域树立了崭新的技术标杆。

科技赋能,守护生灵。湖北咸丰忠建河大鲵国家级自然保护区管理中心主任覃章念表示,这套“生态哨兵”系统取得的成效让我们倍感振奋,它实实在在地破解了困扰我们多年的监测难题。未来,保护区将继续依托科技力量,为大鲵构筑更坚固的保护屏障。

当工业智慧与自然生灵在鄂西山水间相遇,保护区工作人员的扎根一线与科研团队的创新突破,正合力重塑生物多样性保护的未来图景...这套“生态哨兵”系统不仅守护着“水中大熊猫”的秘密世界,更以创新的光芒照亮了中国生态保护的新路径——在数字与自然交融的边界,人与自然和谐共生的画卷徐徐展开。（供稿人：湖北民族大学 汤应彬 翟心雨 李佶阳 刘嵩）