馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的計(jì)算機(jī)科學(xué)家與康奈爾鳥(niǎo)類學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物學(xué)家合作，最近在《生態(tài)學(xué)與進(jìn)化方法》雜志上宣布了一種新的預(yù)測(cè)模型，該模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)候鳥(niǎo)下一步將去哪里 - 這是生物學(xué)中最困難的任務(wù)之一。該模型被稱為BirdFlow，雖然它仍在完善中，但它應(yīng)該在一年內(nèi)提供給科學(xué)家，并最終向公眾開(kāi)放。

“人類長(zhǎng)期以來(lái)一直試圖弄清楚鳥(niǎo)類遷徙，”麻省大學(xué)阿默斯特分校信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授丹·謝爾頓(Dan Sheldon)說(shuō)，他是該論文的資深作者，也是一位充滿激情的業(yè)余觀鳥(niǎo)者。“但是，”該論文的主要作者、麻省大學(xué)阿默斯特分校計(jì)算機(jī)科學(xué)研究生米格爾·富恩特斯(Miguel Fuentes)補(bǔ)充道，“要獲得關(guān)于哪些鳥(niǎo)類在哪里的精確、實(shí)時(shí)信息是非常困難的，更不用說(shuō)它們到底去了哪里了。

在標(biāo)記和跟蹤單個(gè)鳥(niǎo)類方面已經(jīng)做出了許多努力，包括以前和正在進(jìn)行的努力，這產(chǎn)生了寶貴的見(jiàn)解。但是，很難對(duì)足夠多的鳥(niǎo)類進(jìn)行物理標(biāo)記 - 更不用說(shuō)這項(xiàng)工作的費(fèi)用 - 以形成足夠完整的圖像來(lái)預(yù)測(cè)鳥(niǎo)類的運(yùn)動(dòng)。“很難理解整個(gè)物種如何通過(guò)跟蹤方法在非洲大陸上移動(dòng)，”謝爾頓說(shuō)，“因?yàn)樗鼈兏嬖V你一些在特定地點(diǎn)捕獲的鳥(niǎo)類遵循的路線，而不是完全不同的位置的鳥(niǎo)類如何移動(dòng)。

近年來(lái)，監(jiān)測(cè)和報(bào)告候鳥(niǎo)目擊事件的公民科學(xué)家數(shù)量呈爆炸式增長(zhǎng)。世界各地的觀鳥(niǎo)者每年通過(guò)eBird貢獻(xiàn)超過(guò)200億次觀鳥(niǎo)，這是一個(gè)由康奈爾鳥(niǎo)類學(xué)實(shí)驗(yàn)室和國(guó)際合作伙伴管理的項(xiàng)目。

它是現(xiàn)存最大的生物多樣性相關(guān)科學(xué)項(xiàng)目之一，擁有數(shù)十萬(wàn)用戶，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的eBird狀態(tài)和趨勢(shì)項(xiàng)目促進(jìn)最先進(jìn)的物種分布建模。“eBird數(shù)據(jù)是驚人的，因?yàn)樗@示了給定物種的鳥(niǎo)類每周在整個(gè)范圍內(nèi)的位置，”謝爾頓說(shuō)，“但它沒(méi)有跟蹤個(gè)體，所以我們需要推斷個(gè)體鳥(niǎo)類遵循的路線，以最好地解釋物種水平的模式。

BirdFlow利用eBird的狀態(tài)和趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)及其對(duì)相對(duì)鳥(niǎo)類豐度的估計(jì)，然后通過(guò)概率機(jī)器學(xué)習(xí)模型運(yùn)行該信息。該模型使用實(shí)時(shí)GPS和衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以便它可以“學(xué)習(xí)”預(yù)測(cè)個(gè)體鳥(niǎo)類在遷徙時(shí)下一步將移動(dòng)到哪里。

研究人員在11種北美鳥(niǎo)類(包括美國(guó)伍德科克，木畫(huà)眉和斯溫森鷹)上測(cè)試了BirdFlow，發(fā)現(xiàn)BirdFlow不僅在跟蹤鳥(niǎo)類遷徙方面優(yōu)于其他模型，而且可以在沒(méi)有實(shí)時(shí)GPS和衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)的情況下準(zhǔn)確預(yù)測(cè)遷徙流，這使得BirdFlow成為跟蹤可能在雷達(dá)下飛行的物種的寶貴工具。

“今天的鳥(niǎo)類正在經(jīng)歷快速的環(huán)境變化，許多物種正在減少，”康奈爾鳥(niǎo)類學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員，該研究的合著者Benjamin Van Doren說(shuō)。“使用BirdFlow，我們可以統(tǒng)一不同的數(shù)據(jù)源，并描繪出更完整的鳥(niǎo)類運(yùn)動(dòng)圖景，”Van Doren補(bǔ)充道，“通過(guò)令人興奮的應(yīng)用程序來(lái)指導(dǎo)保護(hù)行動(dòng)。

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