科技日报记者 刘霞
随着AI技术在生态学中的广泛应用，生态学的研究方式正经历深刻变革。许多学者如今在室内分析数字化标本、图像、DNA或传感器数据，而非亲赴野外。
英国《自然》网站在本月报道中指出，从脚下的土地，转向屏幕上跳动的像素，这种“全自动化监测”提升了研究的规模与效率，使大范围生态变化得以追踪。但有专家担忧，远离田野调查可能导致研究失去对自然的直接感知，造成误差、偏见和过度简化，削弱生态学的本质——与自然的亲密联系。或许，唯有技术与田野观测的“双向奔赴”，才能织就生态学的美好未来。
智能之“眼”洞察自然
从尘封百年的标本到天空飞过的禽鸟，从深林中的昆虫到大地上蔓延的入侵植物……面对如此浩瀚的数据海洋，传统方法早已力不从心，AI正成为推动生态学研究驶向智能化的旗舰。
如今，AI不仅能精准识别物种，更可构建复杂的物种分布模型与生命谱系树。一些学者预见，生成式AI或将催生能自主模拟生态过程、预测物种对气候变化响应情况的智能系统。
欧洲的CamAlien项目便是典范。该项目在汽车、船只与列车上安装搭载机器学习算法的高清摄像头，在疾驰中捕捉道路两侧影像，实时识别外来入侵植物，并将警报上传至跨国在线地图。丹麦奥胡斯大学生态学家托克·托马斯·霍耶认为，这项技术已从“展示潜力”迈向“真正交付成果”。目前，16个欧洲国家正借助该系统评估外来物种的扩散态势。
同样令人振奋的是昆虫监测的突破。面对全球昆虫种群锐减的危机，科学家们巧妙改造原本用于拍摄哺乳动物的相机，结合AI实现对成千上万昆虫物种的自动识别。霍耶坦言，五年前，自动化昆虫监测尚属幻想；如今，AI正打开一扇通往微观世界的大门。
而北欧TABMON项目则用声音“编织”迁徙图谱。一套布设于挪威至地中海沿线的麦克风网络，昼夜不息地采集声景数据，AI将其解析为跨越物种、时间与空间的生物多样性指标。伦敦帝国理工学院的萨拉布·塞西表示，在大陆尺度上获得如此精细、标准化的生态数据，前所未有。
自然经验或缓慢消逝
无人否认AI技术给生态学研究带来的便利，但英国埃克塞特大学学者凯文·加斯顿敏锐地捕捉到这一趋势背后的隐忧：科学家们正失去与自然直接对话的机会——那曾是生态学最原始也最深刻的根基。
他与联合研究者在去年3月发表论文，提出“自然经验消失”这一沉重命题：基于田野调查的研究与教育正逐渐式微，其后果不仅限于技能的退化，更可能动摇整个学科对生态系统的深层理解。他们警示，这种脱节还将削弱科学家与当地社区的联系，而后者，正是生态保护得以落地的灵魂所在。
尽管尚无确凿的定量研究全面验证这一观点，但趋势已然清晰。一项对1980—2014年间生态文献的分析显示，纯粹依赖实地考察的研究占比下降了20%；而建模与数据分析则分别激增600%和800%。数字背后，是一个学科重心的悄然迁移：从脚下的土地，转向屏幕上跳动的像素。
例如，研究人员可能通过机器学习分析百万份植物标本，揭示气候变暖对开花时间的影响，却未接触过真实花朵；计算生态学家即便开发出用于分析塞伦盖蒂斑马社会网络的算法，但始终未能亲赴非洲草原。
更深层的问题在于数据偏见。尽管公民科学家收集了大量数据，但绝大多数观测都集中在城市周边、交通便利区域及易于识别的常见物种。而稀有物种、边缘生态系统、偏远地区的数据依然极度匮乏。美国俄亥俄州立大学计算生态学家坦娅·伯格-伍尔芙也表示，现有大部分数据“超级有偏见”。
若缺乏真正了解野外生态的专家参与训练与校验，AI可能陷入“精致的错误”——精准识别出常见物种，却对新出现的入侵者视而不见，或误判濒危种群的真实状态。
“双向奔赴”共创生态学未来
加斯顿等人关于“自然经验正在消逝”的警示，引发了众多同行的共鸣。许多生态学家纷纷来信，表达同样的忧虑。
但巴西坎普格兰德马托格罗索州联邦大学的生态学家拉斐尔·瓜里恩托持乐观态度。他认为，生态学正走向成熟——正如其他科学领域一样，它日益多元而复杂，不可能要求每位研究者都亲赴野外。当一个学科发展到一定阶段，专业化是必然趋势。这并非退步，而是一幅充满希望的未来图景。
法国巴纽尔-苏尔-梅尔索邦大学海洋科学家马克·贝松则用行动诠释着平衡之道。他既与藻类为伴，也与算法同行。他坚持每年潜入海底，与珊瑚和洋流对话。在他看来，未来的生态学家应当是“双栖者”：既能走进实验室，也能深入荒野。他相信，只有更频繁地采集多样化的实地数据，同时掌握计算机科学的能力，才能真正从海量信息中提炼出生命的规律。
事实上，越来越多生态学家正选择“双向奔赴”。加拿大麦吉尔大学的劳拉·波洛克，曾跋涉于美国新奥尔良的沼泽与澳大利亚的荒原。如今，她将多年积累的野外经验融入机器学习模型，用以预测全球生物多样性格局。
科技应是通往自然的桥梁，而非阻隔它的高墙。真正的生态智慧，或许不在服务器之中，而在那一次次俯身大地、仰望苍穹的瞬间。
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