科技日報記者 劉霞

隨著AI技術在生態學中的廣泛應用，生態學的研究方式正經歷深刻變革。許多學者如今在室內分析數字化標本、圖像、DNA或傳感器數據，而非親赴野外。

英國《自然》網站在本月報道中指出，從腳下的土地，轉向屏幕上跳動的像素，這種“全自動化監測”提升了研究的規模與效率，使大范圍生態變化得以追蹤。但有專家擔憂，遠離田野調查可能導致研究失去對自然的直接感知，造成誤差、偏見和過度簡化，削弱生態學的本質——與自然的親密聯系。或許，唯有技術與田野觀測的“雙向奔赴”，才能織就生態學的美好未來。

智能之“眼”洞察自然

從塵封百年的標本到天空飛過的禽鳥，從深林中的昆蟲到大地上蔓延的入侵植物……面對如此浩瀚的數據海洋，傳統方法早已力不從心，AI正成為推動生態學研究駛向智能化的旗艦。

如今，AI不僅能精準識別物種，更可構建復雜的物種分布模型與生命譜系樹。一些學者預見，生成式AI或將催生能自主模擬生態過程、預測物種對氣候變化響應情況的智能系統。

歐洲的CamAlien項目便是典范。該項目在汽車、船只與列車上安裝搭載機器學習算法的高清攝像頭，在疾馳中捕捉道路兩側影像，實時識別外來入侵植物，并將警報上傳至跨國在線地圖。丹麥奧胡斯大學生態學家托克·托馬斯·霍耶認為，這項技術已從“展示潛力”邁向“真正交付成果”。目前，16個歐洲國家正借助該系統評估外來物種的擴散態勢。

同樣令人振奮的是昆蟲監測的突破。面對全球昆蟲種群銳減的危機，科學家們巧妙改造原本用于拍攝哺乳動物的相機，結合AI實現對成千上萬昆蟲物種的自動識別。霍耶坦言，五年前，自動化昆蟲監測尚屬幻想；如今，AI正打開一扇通往微觀世界的大門。

而北歐TABMON項目則用聲音“編織”遷徙圖譜。一套布設于挪威至地中海沿線的麥克風網絡，晝夜不息地采集聲景數據，AI將其解析為跨越物種、時間與空間的生物多樣性指標。倫敦帝國理工學院的薩拉布·塞西表示，在大陸尺度上獲得如此精細、標準化的生態數據，前所未有。

自然經驗或緩慢消逝

無人否認AI技術給生態學研究帶來的便利，但英國埃克塞特大學學者凱文·加斯頓敏銳地捕捉到這一趨勢背后的隱憂：科學家們正失去與自然直接對話的機會——那曾是生態學最原始也最深刻的根基。

他與聯合研究者在去年3月發表論文，提出“自然經驗消失”這一沉重命題：基于田野調查的研究與教育正逐漸式微，其后果不僅限于技能的退化，更可能動搖整個學科對生態系統的深層理解。他們警示，這種脫節還將削弱科學家與當地社區的聯系，而后者，正是生態保護得以落地的靈魂所在。

盡管尚無確鑿的定量研究全面驗證這一觀點，但趨勢已然清晰。一項對1980—2014年間生態文獻的分析顯示，純粹依賴實地考察的研究占比下降了20%；而建模與數據分析則分別激增600%和800%。數字背后，是一個學科重心的悄然遷移：從腳下的土地，轉向屏幕上跳動的像素。

例如，研究人員可能通過機器學習分析百萬份植物標本，揭示氣候變暖對開花時間的影響，卻未接觸過真實花朵；計算生態學家即便開發出用于分析塞倫蓋蒂斑馬社會網絡的算法，但始終未能親赴非洲草原。

更深層的問題在于數據偏見。盡管公民科學家收集了大量數據，但絕大多數觀測都集中在城市周邊、交通便利區域及易于識別的常見物種。而稀有物種、邊緣生態系統、偏遠地區的數據依然極度匱乏。美國俄亥俄州立大學計算生態學家坦婭·伯格-伍爾芙也表示，現有大部分數據“超級有偏見”。

若缺乏真正了解野外生態的專家參與訓練與校驗，AI可能陷入“精致的錯誤”——精準識別出常見物種，卻對新出現的入侵者視而不見，或誤判瀕危種群的真實狀態。

“雙向奔赴”共創生態學未來

加斯頓等人關于“自然經驗正在消逝”的警示，引發了眾多同行的共鳴。許多生態學家紛紛來信，表達同樣的憂慮。

但巴西坎普格蘭德馬托格羅索州聯邦大學的生態學家拉斐爾·瓜里恩托持樂觀態度。他認為，生態學正走向成熟——正如其他科學領域一樣，它日益多元而復雜，不可能要求每位研究者都親赴野外。當一個學科發展到一定階段，專業化是必然趨勢。這并非退步，而是一幅充滿希望的未來圖景。

法國巴紐爾-蘇爾-梅爾索邦大學海洋科學家馬克·貝松則用行動詮釋著平衡之道。他既與藻類為伴，也與算法同行。他堅持每年潛入海底，與珊瑚和洋流對話。在他看來，未來的生態學家應當是“雙棲者”：既能走進實驗室，也能深入荒野。他相信，只有更頻繁地采集多樣化的實地數據，同時掌握計算機科學的能力，才能真正從海量信息中提煉出生命的規律。

事實上，越來越多生態學家正選擇“雙向奔赴”。加拿大麥吉爾大學的勞拉·波洛克，曾跋涉于美國新奧爾良的沼澤與澳大利亞的荒原。如今，她將多年積累的野外經驗融入機器學習模型，用以預測全球生物多樣性格局。

科技應是通往自然的橋梁，而非阻隔它的高墻。真正的生態智慧，或許不在服務器之中，而在那一次次俯身大地、仰望蒼穹的瞬間。