Umělá inteligence otevírá nový pohled na biodiverzitu

Přírodu už nesledují jen botanici s atlasem rostlin nebo ornitologové s dalekohledem. Do ochrany biologické rozmanitosti stále výrazněji vstupují akustické senzory, fotopasti, umělá inteligence i analýza obrovského množství dat. Česká republika tak získává nástroje, které umožňují sledovat stav ekosystémů s přesností, jaká byla ještě před několika lety jen těžko představitelná. Tyto technologie navíc mohou významně přispět také ke kvalitnějšímu posuzování vlivů staveb a dalších záměrů na životní prostředí.
Ochrana přírody se stále více opírá o digitální technologie, které dokážou nepřetržitě zaznamenávat dění v krajině a následně zpracovávat obrovské objemy informací. Moderní monitoring biodiverzity propojuje automatické nahrávací stanice, fotopasti, dálkový průzkum Země, pokročilé algoritmy pro rozpoznávání druhů i centrální datové platformy. Výsledkem je podrobnější a objektivnější obraz o tom, jak se přírodní prostředí vyvíjí, které druhy se na daném území skutečně vyskytují a jak reagují na proměny krajiny či lidskou činnost.
Když vědci v noci spí, senzory pracují
Význam takového přístupu spočívá především v rozsahu a kontinuitě získávaných dat. Zatímco tradiční terénní průzkumy představují časově omezený pohled zachycující stav v konkrétním okamžiku, automatické monitorovací systémy mohou pracovat týdny nebo měsíce bez přerušení. Akustické rekordéry zachytí zpěv ptáků, hlasy obojživelníků nebo aktivitu netopýrů, fotopasti dokumentují pohyb savců a další senzory sledují změny prostředí. Umělá inteligence následně dokáže z obrovského množství záznamů automaticky rozpoznávat jednotlivé druhy a vytvářet databáze, které by člověk zpracovával celé měsíce nebo roky.
Praktickou ukázkou toho, jak může moderní monitoring fungovat přímo v terénu, je evropský pilotní projekt ABMS, tedy Automated Biodiversity Monitoring Stations, realizovaný v rámci programu Biodiversa+. Do projektu se zapojilo přibližně 200 automatizovaných senzorů rozmístěných na 70 lokalitách napříč Evropou. Jedním z partnerů projektu je také Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, která možnosti těchto technologií ověřovala mimo jiné v národní přírodní památce Mladá v Milovicích na Nymbursku.
Právě Milovice představují mimořádně zajímavou lokalitu pro testování nových metod monitoringu. Bývalý vojenský prostor zde vytvořil jedinečnou mozaiku otevřených trávníků, stepních biotopů, lesních okrajů a mokřadních stanovišť, která poskytují vhodné podmínky pro velké množství vzácných druhů. Automatizované technologie zde umožňují sledovat přírodu v mnohem větší podrobnosti, než by bylo možné při klasických biologických průzkumech.
Světlo, kamera, akce: Jak funguje hmyzí fotopast
Základem monitorovací stanice je systém AMI, tedy Automated Monitoring of Insects, který vznikl ve spolupráci s univerzitou v dánském Aarhusu a je vyráběn ve Velké Británii. Zařízení funguje jako chytrá fotopast zaměřená na hmyz. Ultrafialové světlo přitahuje noční hmyz z okolí, ten usedá na osvětlenou bílou plochu a kamera jej následně automaticky fotografuje. Celý systém je navržen pro dlouhodobé fungování v terénu bez přístupu k elektrické síti. Energie je zajištěna pomocí baterií dobíjených solárními panely, což umožňuje provoz i na vzdálených lokalitách.
Kamera systému AMI pracuje ve dvou režimech. Pravidelně pořizuje časosběrné snímky každých pět minut a současně reaguje na pohyb, takže zachytí i jednotlivé průlety nebo krátkodobou aktivitu hmyzu. Výsledkem je obrovské množství dat, které by klasickými metodami nebylo možné efektivně zpracovat. Jen během jedné sezony v Milovicích vzniklo přibližně půl milionu fotografií představujících zhruba 400 gigabajtů dat.
Algoritmy v roli neúnavných badatelů
Právě zde se ukazuje význam umělé inteligence. Zatímco samotný sběr dat probíhá automaticky, jejich vyhodnocování zajišťují pokročilé modely strojového učení vyvíjené mimo jiné týmem profesora Toke Thomase Høyeho z Aarhuské univerzity. Algoritmy dokážou analyzovat obrovské množství fotografií a pomáhají určovat jednotlivé druhy. Člověk tak nemusí procházet každý záznam ručně, ale může se soustředit na odbornou kontrolu výsledků a interpretaci získaných poznatků. Technologie tím výrazně zvyšuje kapacitu odborníků a umožňuje pracovat s objemy dat, které by byly dříve prakticky nezpracovatelné.
Výzkum v Milovicích se přitom nezaměřuje pouze na hmyz. Automatickou stanici doplňují také akustické rekordéry Wildlife Acoustics určené pro sledování ptáků a netopýrů. Kombinace obrazových a zvukových záznamů umožňuje sledovat několik skupin organismů současně a hodnotit fungování celého společenstva. Nejde tedy pouze o zjištění, zda se určitý druh na lokalitě nachází, ale také o pochopení vztahů mezi jednotlivými organismy a prostředím, ve kterém žijí.
První výsledky ukazují mimořádnou biologickou hodnotu milovické rezervace. Automatické akustické systémy předběžně zaznamenaly 153 druhů ptáků v bezlesé části lokality a 144 druhů na okraji lesa. Mezi významné nálezy patří například ohrožená vlha pestrá, která využívá místní pastviny jako loviště. Analýza hlasových projevů ukázala také výraznou aktivitu po skončení hnízdní sezony, což může naznačovat úspěšné rozmnožování přímo v národní přírodní památce Mladá. Velmi zajímavé jsou rovněž výsledky sledování nočních motýlů, které naznačují, že milovické lokality patří mezi druhově nejbohatší ze všech evropských ploch zapojených do projektu.
Klimatická změna rozvírá nůžky
Přínos automatického monitoringu však nespočívá pouze ve zjištění aktuálního počtu druhů. Dlouhodobé sledování umožňuje zachytit změny v načasování přírodních procesů. Klimatická změna může například způsobovat rozdíly mezi obdobím rašení rostlin, výskytem hmyzu a rozmnožováním ptáků. Pokud se jednotlivé části potravního řetězce začnou časově rozcházet, může to ovlivnit stabilitu celých ekosystémů. Právě nepřetržitá data z automatických systémů mohou pomoci tyto posuny přesně zachytit a vyhodnotit.
Přínos nespočívá pouze v rychlosti. Neméně důležitá je opakovatelnost měření a možnost porovnávat údaje mezi různými lokalitami i časovými obdobími. Díky tomu lze lépe odhalovat dlouhodobé trendy, změny početnosti populací nebo postupné šíření nepůvodních druhů. Takto získané informace představují cenný podklad nejen pro ochranu zvláště chráněných území, ale také pro plánování krajiny, hospodaření v lesích, obnovu mokřadů nebo hodnocení účinnosti realizovaných opatření.
Nová vrstva podkladů v procesu EIA
Velmi zajímavý přesah nabízí také oblast posuzování vlivů na životní prostředí. V procesu EIA bývá hodnocení biologické rozmanitosti založeno především na terénních průzkumech prováděných v předem stanovených termínech. Přestože jde o standardní a odborně uznávaný postup, vždy zachycuje pouze určitou část reality. Automatizovaný monitoring může představovat významné doplnění těchto průzkumů. Dlouhodobé záznamy z akustických senzorů, fotopastí nebo dalších zařízení mohou poskytnout nezávislý soubor dat o skutečném využívání území chráněnými druhy v různých denních i ročních obdobích.
Takto získané informace mohou představovat cenné rozšíření podkladů využívaných při biologických hodnoceních, přispět k hlubšímu pochopení fungování jednotlivých lokalit a doplnit poznatky získané tradičními terénními metodami. Automatizovaný monitoring není náhradou odborné práce biologů, ale představuje další nástroj, který umožňuje sledovat přírodní procesy v delším časovém horizontu a zachytit i jevy, které se při běžných průzkumech nemusí vždy projevit. Propojení moderních technologií, dlouhodobého sběru dat a zkušeností odborníků tak může přinést komplexnější obraz o stavu území a vytvořit kvalitnější podklady pro rozhodování o plánovaných záměrech i ochraně přírodních hodnot.
Digitální atlas na vlastním dvoře
Budoucnost automatizovaného monitoringu biodiverzity však nemusí zůstat pouze v rukou výzkumných institucí a odborných organizací. S postupným vývojem technologií, zlevňováním senzorů a zdokonalováním umělé inteligence se může otevřít prostor pro jejich širší využití v krajině. Jednou by tak podobné chytré monitorovací systémy mohly pomáhat nejen při velkých projektech ochrany přírody, ale také obcím, zemědělcům, vlastníkům pozemků nebo běžným zájemcům o stav okolního prostředí.
Představit si lze například malé energeticky soběstačné zařízení umístěné na zahradě, v sadu nebo na okraji lesa, které by průběžně zaznamenávalo přítomnost ptáků, hmyzu či dalších organismů a prostřednictvím jednoduché aplikace poskytlo uživateli základní přehled o biologické rozmanitosti daného místa. Stejně jako dnes sledujeme počasí nebo kvalitu ovzduší téměř v reálném čase, mohli bychom v budoucnu získávat lepší představu také o tom, jak živá je krajina kolem nás.
Zdroj: Ilustrativní obrázek pro vás vytvořil ChatGPT. Pokud jste v tom nepoznali ruku umělé inteligence, vězte, že žádný robot při tvorbě neutrpěl žádnou újmu














.jpg)








.jpg)













