佛罗里达大学的研究人员发现了一个最大的已知 繁殖地，供受威胁的南美巨河龟（Podocnemis expansa）使用。他们是如何找到超过 41,000 只正在繁殖的爬行动物的？通过部署一丝不苟的 无人机 小队。这些海龟被发现在巴西和玻利维亚之间的亚马逊瓜波雷河沿岸聚集。这种创新的无人机使用方式为保育人士开辟了新的途径，正如最近在《应用生态学杂志》上发表的一项 研究 所详细介绍的那样。
“我们描述了一种更有效地监测动物种群的新方法，”该研究的合著者、佛罗里达大学生态学家 Ismael Brack 在一份 声明 中说。“尽管该方法用于计算海龟，但它也可以应用于其他物种。”
总部位于纽约的野生动物保护协会 (WCS) 的研究人员多年来一直在监测巴西、哥伦比亚和玻利维亚的 南美巨河龟。这种淡水爬行动物也称为 Arrau 龟，生活在亚马逊河和奥里诺科河盆地的河流和湖泊中。有些龟的 龟壳长度可达 35 英寸，体重超过 130 磅。它们是 杂食性 的，以叶子、种子和水果为食，捕食螃蟹、虾和鱼，并食腐处理死鱼。Arrau 龟的 主要威胁 包括出售其肉类和卵的盗猎者、栖息地丧失、大坝和污染。这些爬行动物也被认为是非常善于社交的。
每年七月或八月，雌性 Arrau 龟会聚集在巴西和玻利维亚之间的瓜波雷河沙洲上产卵，去年，佛罗里达大学和 WCS 的联合团队出发去统计有多少海龟前来产卵。这是亚马逊 地区 的一项艰巨任务，这里是美洲虎、玻利维亚河豚、巨型犰狳和其他众多物种的家园。
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佛罗里达大学的研究人员在一次会议上遇到了 WCS 的科学家，并与他们分享了他们如何在佛罗里达州及其周边地区使用无人机来计算海龟数量。利用无人机拍摄的图像，佛罗里达大学团队创建了 正射影像图（orthomosaics）——通过将数百张重叠的航空照片拼接在一起而制成的、高度详细、高分辨率的复合图像。在正射影像图中统计动物通常比仅从地面计数动物 更快、更准确、侵入性更小。然而，正射影像图无法计入在观察期间有时会移动的动物。
为了解决这个问题，该团队开发了一种新方法，通过消除多个误差源来提高计数精度。这些误差包括同一只动物被重复计算（称为重复计数）以及遗漏个体。该团队使用白色油漆 标记了聚集在瓜波雷河内一个岛屿沙洲上的 1,187 只海龟的壳。在 12 天的时间里，一架无人机以稳定的往返路径每天在上方飞行四次，每次飞行拍摄 1,500 张照片：每天就是 6,000 张照片。研究人员使用照片软件将这些照片拼接在一起。
然后，他们仔细审查了每一张复合图像，记录了海龟的壳是否被标记，以及在拍照时该动物是在行走还是在产卵。有了这些数据，他们 开发了概率模型，该模型考虑了海龟的进出区域、观察到的海龟行为以及检测到可识别龟壳标记的可能性。
据 该团队 称，这些模型揭示了传统基于正射影像图的计数可能产生的几个误差源。例如，使用沙洲的海龟中只有 35% 在无人机飞行期间出现。平均而言，在 被检测到行走的海龟中，有 20% 在正射影像图中出现了多次。有些个体被发现了多达七次——别以为海龟不会到处跑。
地面观察员计数了约 16,000 只海龟。那些审查正射影像图的人——未考虑动物移动或龟壳标记——计算了约 79,000 只海龟。一旦应用了新的统计模型，该 研究 估计，在那一个地点大约有 41,000 只海龟。
“这些数字差异很大，这对保育人士来说是个问题，”Brack 说。“如果科学家无法准确估计一个物种的个体数量，他们怎么知道种群是否在下降，或者保护措施是否有效？”
该 研究 还详细介绍了如何调整和应用这项技术来保护其他使用无人机正射影像图进行监测和调查的物种。过去的监测研究包括剪掉海豹的毛以做标记、给麋鹿戴上高可见度的项圈，以及使用彩弹射击山羊来追踪计数过程中的动物移动。
该 团队计划 通过在瓜波雷河繁殖地以及南美洲其他南美巨河龟聚集的国家进行更多的无人机飞行来完善他们的监测方法。根据 Brack 的说法，这些国家包括哥伦比亚，可能还有秘鲁和委内瑞拉。
“通过整合多项调查的信息，我们可以检测到种群趋势，野生动物保护协会将知道在哪里投入保护行动，”他说。
