摘 要:作為自然保護地體系的主體，國家公園承擔著維護國家生態安全格局、保護珍稀物種及其棲息地的重要使命，是推動生物多樣性保護的重要載體。國家公園生物多樣保護應以智慧化監管體系為支撐，通過深度融合人工智能、大數據等新技術，推動生態保護從以往分散式管理向系統性治理轉變，從依賴經驗判斷向數據驅動決策轉型，為推動人與自然和諧共生的中國式現代化提供生動樣本，為全球生物多樣性治理貢獻中國方案。
關鍵詞:生物多樣性 國家公園 智慧監測 生態文明建設
【中圖分類號】X176 【文獻標識碼】A
習近平總書記指出：“中國實行國家公園體制，目的是保持自然生態系統的原真性和完整性，保護生物多樣性。”[1]國家公園守護著我國自然生態系統中最重要、自然景觀最獨特、自然遺產最精華、生物多樣性最富集的自然生態空間，在統籌山水林田湖草沙冰一體化保護和系統治理、維護國家生態安全格局、推動實現人與自然和諧共生的美好愿景中，發揮著重要作用。
根據《國家公園空間布局方案》，我國規劃布局49個國家公園候選區，總面積約110萬平方公里，占陸域國土面積的10.3%，管轄海域11萬平方公里。這些區域中分布著5000多種陸生脊椎動物和2.9萬種高等植物，保護80%以上的國家重點保護野生動植物物種及其棲息地。我國正式設立的三江源、大熊貓、東北虎豹、海南熱帶雨林、武夷山等第一批國家公園，保護面積23萬平方公里，涵蓋了我國近30%的陸域國家重點保護野生動植物種類。[2]建設國家公園，是落實“綠水青山就是金山銀山”理念的生動實踐，也是推進自然生態保護、保護生物多樣性的切實行動，有力推動珍稀物種種群數量實現恢復性增長，生態系統結構和功能顯著改善。
國家公園生物多樣性保護智慧化的主要方向
習近平總書記強調：“中國積極推進生態文明建設和生物多樣性保護，不斷強化生物多樣性主流化，實施生態保護紅線制度，建立以國家公園為主體的自然保護地體系，實施生物多樣性保護重大工程”[3]。在推進國家公園建設進程中，我國注重制度創新與科技賦能，探索具有中國特色的生物多樣性保護新路徑。
在制度創新上，《中華人民共和國國家公園法》將于2026年1月1日正式施行[4]，標志著我國國家公園建設邁入法治化、制度化、規范化的新階段，為自然保護地體系建設提供堅實的法律保障。我國通過空間格局重構，打破行政邊界與部門分割的局限，以生命共同體理念為指導，建立以國家公園為主體、自然保護區為基礎、自然公園為補充的自然保護地體系，實現從分散治理向整體保護的根本性轉變。在技術賦能上，我國通過人工智能、大數據、物聯網等前沿技術深度賦能，形成天空地一體化智慧監測體系，使生態信息采集與風險預警實現實時化、動態化、精準化，標志著國家公園管理邁入智慧監管的新階段。自主研發的國家公園感知系統、共建的科研與宣教體系，形成監測、科研、公眾參與三位一體的支撐格局，推動生態保護從“經驗管理”走向“數據決策”。
當前，國家公園生物多樣性保護的智慧化，呈現出多維融合和協同演進的態勢，主要集中在空間格局重構、生態信息通存感算一體化、智能監測體系構建與數據驅動決策等多個方向。
空間管理一體化
空間完整性是生態過程連續性的基礎。過去，受制于保護地多頭管理和“條塊分割”格局，不同類型保護區在空間布局上相互割裂，生態過程受阻，物種交流受限。國家公園體制的確立實現空間管理的一體化重構：通過整合原有保護區和功能區，形成山水林田湖草沙冰一體化治理格局，維持生態系統的連續性與穩定性，實現從“單點保護”向“整體保護”的轉變。
比如，三江源國家公園整合長江、黃河、瀾滄江源頭19萬平方公里的生態單元，確保高原食草動物的遷徙廊道連續性，顯著提升生態系統的連通性與穩定性。又如，大熊貓國家公園跨越川、陜、甘三省，整合多個分散保護區，使大熊貓潛在棲息地由“孤島化”走向網絡化，基因交流顯著增強。再如，海南熱帶雨林國家公園聚焦海南長臂猿保護，截至2024年5月，在長臂猿C群棲息地布設19套實時監測設備，同時修復近5000畝棲息地，使長臂猿數量由20世紀70年代的兩群7—9只增長至2024年的7群42只。這種以空間重構為重點的生態治理模式，奠定國家公園高質量生物多樣性保護的空間基礎，使生物多樣性保護從靜態隔離轉向動態共生。
通存感算一體化
我國在國家公園生物多樣性監測領域，提出并完善“通存感算一體化”技術體系，以通信、存儲、感知和計算協同為基礎，實現數據能通、信息可存、狀態可感、智能可算的全鏈條能力，實現對旗艦動物多源信息獲取、智能識別與動態評估。
在系統結構上，通過天空地多尺度協同布局，實現旗艦動物監測的多層信息采集。衛星與高空遙感提供宏觀生態格局背景，無人機群承擔中尺度的動態航測與熱成像監控，地面端部署的人工智能物聯網智能節點，集成紅外視覺、聲紋采集模塊，能夠在高海拔、密林及邊遠區域穩定運行，實現紅外成像、聲紋識別、微氣象監測和環境DNA采樣的同步采集。各節點采用低功耗自組網協議與多信道并行通信技術，能夠在高寒、高濕、無公網區域穩定運行，形成高密度、低延遲的生態信息采集網絡。通過分布式緩存與斷點續傳機制實現數據穩態存儲與動態同步，顯著提升信息傳輸的魯棒性與時效性。
在計算架構上，引入邊云協同智能計算模式，將特征提取、初篩識別等任務下沉至邊緣端，實現數據的本地即時分析與動態壓縮。復雜模式識別、行為推理及生態趨勢分析則在云端完成，形成“邊緣前置—云端統籌”的算力分工體系，從而實現野生動物個體識別、行為分類與活動節律建模。例如，武夷山國家公園依托互聯網、物聯網、衛星遙感、無人機和地理信息系統（GIS）等技術，構建天空地一體化生態監測體系，聯合多家科研院所有序開展哺乳動物調查監測等7個科研課題，持續推進為期三年的生物資源本底調查，截至2023年5月，共記錄高等植物2866種，野生動物7603種，其中國家一級保護17種、二級保護99種，發現武夷林蛙、雨神角蟾、武夷山卷柏等17個新物種。[5]
監管智能化
圍繞“監測數字化、管理智能化、決策科學化”的目標，國家公園建設實現由傳統監管向智慧化監管的躍升。基于深度學習和多模態融合的大模型技術，開始在生物多樣性監測中廣泛應用。我國科研人員通過整合圖像、視頻、聲紋、文本等異構數據，實現旗艦動物的自動識別、個體跟蹤和行為分析。多模態模型在哺乳動物、鳥類等物種監測中的應用，顯著提升識別精度與數據利用效率。例如，三江源國家公園將紅外相機觀測納入國家生物多樣性保護重大工程，共完成17個樣區362余個網格410臺紅外相機的布設，覆蓋調查面積達9050平方公里，實現對雪豹等珍稀野生動物的高效、精準感知與識別。[6]
此外，智慧監測平臺正逐步形成“感知—分析—決策—反饋”的閉環管理機制。部分研究團隊構建數字孿生系統和生態知識圖譜，通過虛擬建模與智能推演，實現對生態過程的可視化分析和預測性決策。例如，大熊貓國家公園四川片區近年來劃定106個管理網格、布設固定巡護樣線663條，在國內首次利用局域網結合超短波傳輸和大熊貓“貓臉”識別技術，實現野外影像實時回傳。2024年，四川片區共布設紅外相機3871臺，監測到野生大熊貓影像3870余次、數據總量達20萬。這種智算驅動的監測范式，為國家公園生物多樣性保護提供實時、精準、動態的技術支撐。
野生動物天空地協同監測體系，通過貫通低功耗廣域傳輸、邊緣計算圖像識別，及多源異構數據融合技術，成功實現復雜地形下野生動物活動軌跡的實時追蹤與生物特征智能解析，推進國家公園及自然保護區的智能監測技術升級。該體系在青海、內蒙古、天津、廣東以及甘肅等20余個保護地，記錄到1028種野生動物，形成800+TB的聲像數據集。
決策科學化
近年來，國家公園管理體系逐步建立生物多樣性保護成效的量化評估機制。構建邊云協同智能分析平臺，海量多源數據在邊緣端完成預篩與壓縮，在云端進行綜合識別、行為分析與生態趨勢預測，實現“從數據采集到智能決策”的閉環管理。我國科研團隊基于生態大數據、遙感時序影像及人工智能算法，提出從物種監測到生態系統健康的多維度評估模型，構建涵蓋種群動態、生境質量、生態連通性、社區影響和氣候響應的綜合評價框架。這一體系通過數據驅動實現從經驗判斷向科學評估的轉變，為國家公園巡護規劃、重點物種保護、生態補償核算等領域提供可視化的決策依據。例如，東北虎豹國家公園構建涵蓋法治、分區、社區、資金、技術和宣教的綜合治理體系，運用高清視頻與人工智能識別開展大型猛獸分級預警，結合政府補償與商業保險機制及社區共管模式，有效降低人獸沖突頻率。
空間重構提供生態安全的基礎格局，通存感算一體化奠定信息獲取的技術底座，智慧監測體系實現生物多樣性保護的精準感知，而數據驅動的決策模式，則推動生態治理的科學化、標準化和常態化。凝聚我國科研力量在人工智能、物聯網、遙感與生態學等交叉領域的綜合創新，逐步形成以自主算法、國產裝備和知識平臺為基礎的中國特色智慧保護體系。
國家公園生物多樣性保護智慧化的難點問題
習近平總書記強調：“保護生物多樣性有助于維護地球家園，促進人類可持續發展。”[7]從2015年體制試點到2021年首批國家公園設立，中國完成自然保護地體系的整體重塑，使近30%的保護地納入統一管理框架，為全球生物多樣性保護貢獻“中國方案”。
同時要看到，數量恢復并不等于系統安全。隨著管理體制日益完善，一些結構性與技術性矛盾開始顯現。《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃（2023—2030年）》[8]指出，棲息地碎片化割裂，智慧化監管體系尚未打通，氣候變化與外來物種入侵等新變量疊加，以國家公園為基礎構建的生物多樣性生態安全網仍存在薄弱環節。
棲息地空間破碎化。盡管國家公園體系面積覆蓋較廣，但高價值物種或物種群體賴以生存的生態環境（簡稱“生境”）仍被城鎮擴張、交通干線及旅游設施切割，生態空間呈現“點狀保護—線性阻斷”的格局。少數保護地內部仍存在居民聚落與生產活動，生態紅線與開發紅線在局部區域重疊，使生態過程無法在連續空間中實現自我修復。空間破碎化不僅削弱旗艦動物的遷徙廊道功能，也增加生態監測與智慧監管的復雜度。如何在法律框架下平衡保護、利用與居住三類空間，是國家公園治理的重要挑戰。
信息監測協同不足。國家公園生態監測平臺，存在多頭建設、接口不兼容、數據“煙囪”等問題。盡管國家層面已建成統一的林草生物多樣性監測平臺，但各公園之間在數據格式、采樣頻率與傳輸協議上差異顯著，導致監測成果難以匯聚。一些保護地仍需手工“二次錄入”，形成重復建設與數據冗余，不僅降低信息流通效率，也削弱人工智能識別與大數據分析的準確性。智慧監管的要義在于數據貫通與模型共享，現有體系更多停留在信息化階段，尚未實現從數字記錄到智能治理的躍遷。
氣候環境復雜多變。生態監測終端在高寒、強風、低壓環境下易受損失效，系統運行穩定性不足，限制智慧化監管的長期連續性。同時，外來物種入侵風險加劇，生態預警算法的模型遷移能力尚未完善，對非線性生態擾動的響應存在滯后。面對這些復合性威脅，國家公園迫切需要建設具有氣候適應性與災害容忍度的智慧監管體系，強化邊緣算力冗余、網絡容錯與多模態協同能力，以確保生態信息鏈的穩定運行。
我國國家公園建設已形成制度框架，但在智慧化治理層面仍存在技術碎片化、數據孤島化、體系韌性不足等瓶頸。解決這些問題，需要在國家層面推動生態數據標準統一與平臺一體化建設，完善通存感算一體化技術體系，實現從分散監測向協同監管的轉型，使智慧化成為支撐國家公園生物多樣性保護高質量發展的重要動力。
國家公園生物多樣性保護智慧化的重要抓手
生物多樣性是一個國家經濟社會發展的重要基礎和影響因素，對于生態環境保護以及推動社會發展都具有重要意義。[9]面向2030年及更長遠未來，《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃（2023—2030年）》為國家公園建設指明了新方向。空間優化與生態紅線管控，共同織就更加完整、連通、高效的生命網絡；智慧監管體系的完善，使國家公園具備自感知、自診斷、自修復的智能屬性；風險治理機制的建立，強化應對氣候變化與生物安全威脅的主動能力。與此同時，生態產品價值實現機制的健全，將使生物多樣性保護與社區共建、鄉村全面振興相互促進，形成生態惠益共享的正向循環。
完善制度體系。制度是國家公園建設的根基，也是智慧化監管體系的頂層保障。國家公園管理從政策驅動走向制度統籌，在法律層面要明確生態監測、數據管理、信息安全等智能監管的權責邊界，確立保護優先和動態管控的基本原則。在政策層面要打通生態保護、土地利用、財政投入、社區發展等部門壁壘，建立跨層級、跨區域的協同監管機制。通過法治賦能，將生態保護紅線從靜態劃定轉向實時監管，推動管理模式從事后檢查邁向全程監控。同時，制度創新還應支撐生態廊道建設、破碎生境修復與保護地整合優化的強制性管理，實現從制度設計到數字化執行的無縫銜接，使制度體系成為智慧監管的穩定底座。
強化技術發展支撐。國家公園治理以人工智能、大數據、數字孿生等技術為支撐，構建覆蓋“感知—分析—決策—反饋”的智能治理閉環。通過構建天空地一體化生態感知網絡，整合衛星遙感、無人機航測與人工智能物聯網地面節點，實現旗艦動物動態監測與生態因子實時感知。依托大數據與知識圖譜平臺，融合遙感影像、紅外圖像、氣象水文與環境DNA（eDNA）信息，打通部門間數據通道，推動“數據上云、算法入庫、風險可視”。智慧監管的實質，在于以算法代替經驗、以數據驅動決策。隨著數字孿生技術的應用，在虛擬空間中開展生態情景模擬與策略推演，對氣候變化、碳匯功能、棲息地演替等進行動態預測，形成主動預警與精細決策的新格局。技術的深度融合，將使國家公園監管體系從“人防經驗”走向“智防決策”，真正實現生態保護的數字化轉型。
引導社會參與。國家公園不僅是自然保護的空間，更是社會共治與生態共享的公共平臺。國家公園治理在智慧監管體系下，實現社會力量的數字化參與，通過建設生態護林員、智慧巡護員、社區監測志愿者等項目，推動公眾參與從輔助角色走向數據共建者。依托云端數據平臺和移動終端應用，社區居民可直接參與生態監測與反饋，形成“社會數據—科研分析—管理響應”的閉環機制。同時，依托數字孿生與虛擬現實技術構建沉浸式科普教育平臺，讓公眾以交互體驗方式理解生態系統動態過程，增強全民的生物多樣性保護意識。
深化國際合作。國家公園生物多樣性保護的智慧化實踐，不僅為國內生態治理提供樣本，也為全球生物多樣性保護提供“數字中國方案”。中國以更加開放的姿態融入全球生態治理網絡，推動地球生命共同體理念的落地與傳播。通過參與《昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架》的實施，我國推動生態數據互聯、跨境物種監測與全球風險預警的標準共建，建立基于智慧監管體系的國際協作機制。在此基礎上，國家公園將成為國際科研合作與科技外交的重要平臺，推動全球生物多樣性觀測網絡與我國國家公園數據體系的互聯互通，在生態系統服務評估與旗艦物種遷徙研究等領域貢獻中國智慧與算法模型。智慧監管的國際融合，不僅提升我國在全球生態治理中的技術話語權，也為構建人類與自然命運共同體提供可驗證、可共享的技術路徑。
結語
國家公園生物多樣性保護的“中國路徑”，是一條以智慧監管為基礎、以制度創新為保障、以科技賦能為支撐、以社會共治為動力、以國際合作為紐帶的復合型發展道路。其關鍵目標，不僅在于守護自然，更在于以智能手段重塑人與自然的關系。未來的智慧國家公園，將成為生態文明的數字化樣本與中國式現代化的生態實踐平臺，展現出以科技引領治理、以制度保障執行、以社會共治驅動的全新生態治理格局。
中國國家公園建設已從制度探索走向系統實踐，從行政管理走向智慧治理。其獨特價值不僅在于生態安全的鞏固，更在于以科技賦能、制度統籌與社會共治，推動生態文明體系的全面升級。智慧化監管的深化應用，使國家公園成為數字化生態治理的核心樣本，也為推動人與自然和諧共生的中國式現代化提供生動樣本。隨著《中華人民共和國國家公園法》的實施和智慧體系的成熟，中國國家公園將以更加完善的治理體系、更具創新性的智慧實踐和更開放的國際姿態，在全球生物多樣性治理格局中展現東方文明的生態智慧與制度自信。
【本文作者為北京林業大學工學院教授、生物多樣性智慧監測研究中心主任】
注釋略
責編：程靜靜／美編：石 玉