VRI veic pārnadžu izpēti ar GPS iekārtu izsekošanu

Vides risinājumu institūta (VRI) pētnieki sadarbībā ar SIA “Meža īpašnieku konsultatīvais centrs” un Latvijas Valsts mežzinātnes institūtu "Silava" veic savvaļas pārnadžu uzskaiti, izmantojot inovatīvus tehnoloģiskos risinājumus – bezpilota lidaparātus jeb dronus, kameru slazdus un pasīvos akustiskos sensorus jeb mikrofonu tīklus. References datu nodrošināšanai, kā arī briežu migrācijas un dzīvotņu novērtēšanai pētnieki veic arī četru briežu izsekošana ar GPS raidītājiem.

Staltbrieži, stirnas, aļņi un mežacūkas ir Latvijā mītoši savvaļas pārnadži. Tie ir nozīmīgi un vērtīgi ekosistēmas dalībnieki, bet tajā pašā laikā tie var radīt zaudējumus kā lauksaimniecības, tā mežsaimniecības sektoriem. Nereti savvaļas dzīvnieki apdraud arī ceļu satiksmes drošību. Eiropā vidēji gada laikā savvaļā dzīvojoši pārnadži nokļūst 750 000 ceļu satiksmes negadījumos. Pētījuma laikā Vides risinājumu institūts kopā ar sadarbības partneriem attīsta inovatīvu metodi šo pārnadžu uzskaitei. Mērķis ir rast tehnoloģijās balstītu risinājumu dzīvnieku populācijas novērtēšanai, tādējādi palīdzot atbildīgajām iestādēm pieņemt lēmumus par dzīvnieku daudzuma kontroli (piemēram, nosakot medījamo dzīvnieku kvotas).

Ar pētījuma gaitu un jaunākajiem secinājumiem iepazīstināja Vides risinājumu institūta vadošais pētnieks Dr. Dainis Jakovels.

VRI: Iepriekšējā pētniecības sezonā turpinājās pārnadžu uzskaites datu ievākšana, izmantojot dažādas tehnoloģijas. Kuras no tām jau esat izmantojuši un pie kādiem secinājumiem nonākuši?

Dr. Dainis Jakovels (D.J.): Šajā pētniecības periodā (2020. gada aprīlis – jūnijs) esam pārstājuši veikt bezpilota lidaparātu jeb dronu pārlidojumus. Šajā periodā samazinās drona datu ievākšanas loma, jo kokiem ir uzplaukušas lapas. Dzīvnieki slēpjas zem lapotnēm un ir ieraugāmi tikai atklātās vietās. Tāpēc koncentrējamies uz iepriekš ievākto datu apstrādi un šī procesa automatizēšanu.

Kameru slazdu gadījumā, datus ievācam visu gadu bez apstājas. Joprojām izmēģinām dažādus komerciālos produktus, bet viens no lielākajiem izaicinājumiem ir datu apstrādes automatizācija. Šobrīd ļoti svarīga ir tieši datu ievākšana, kas ļaus izveidot datorredzes algoritmu – dziļās apmācības neironu tīklu. Izstrādātais algoritms spēs ievāktajos datos automātiski šķirot uzņemtos attēlus un identificēt tajā redzamos dzīvniekus. Algoritma izstrādei nepieciešams ļoti liels apjoms datu, jo vairāk datus izmantosim tā izstrādē, jo tas būs precīzāks. 2020. gada rudenī plānojam palielināt kameru slazdu tīklu.

Mēs šobrīd strādājam arī pie objektu atrašanās vietas noteikšanas, izmantojot pasīvo akustisko sensoru jeb mikrofonu tīklu. Šobrīd vēl veicam izmēģinājumus, izmantojot viegli identificējamas un detektējamas cilvēka radītas skaņas. Zinot šo skaņu izcelsmes lokāciju, varam viegli pārbaudīt, vai mikrofonu tīkla datos tās ir uztvertas. Kā arī, vai ir iespējams noteikt skaņu radošā objekta atrašanās vietu. Mēs izmantojam mākslīgi radītas skaņas, jo pārnadži ir klusi dzīvnieki, tie trokšņo ļoti minimāli, lielākoties tikai pārošanās periodā – rudenī.

VRI: Pētījumā veikta arī briežu GPS izsekošana. Kāpēc tā ir nepieciešama?

D.J.: Ar briežu izsekošanu mēs saprotam siksnu uzlikšanu, kas aprīkotas ar GPS raidītājiem. Šie raidītāji 1 reizi 30 minūtēs nosaka brieža atrašanās vietas GPS koordinātes, un mēs attālināti spējam ievākt šos datus. Briežu GPS izsekošana galvenokārt ir references metode, kuru izmantojam iepriekš minēto bezkontakta datu ievākšanas tehnoloģiju validēšanai. Kā piemēru varu minēt kameru slazdu gadījumu, kur datos redzam, ka ir uzņemts attēls ar vienu no apsiksnotajiem briežiem. Ja apsiksnoto briežu GPS datos mēs redzam šo dzīvnieku pārvietošanās ceļus, mēs varam noteikt, cik reizes tie bijuši kameras slazdu tuvumā, cik reizes ir izdevies šos dzīvniekus uztvert un cik reizes kameru slazdu sensori tos nav fiksējuši.

Vēl viens svarīgs blakus produkts references datu iegūšanai ir briežu pārvietošanās ceļu noteikšana attiecīgajā teritorijā. Tas ļauj veiksmīgāk plānot kameru un mikrofonu tīklu izvietošanu, lai detektētu pēc iespējas vairāk dzīvniekus.

Pētījumā esam plānojuši uzsākt arī briežu dzīvotņu modelēšanu. Analizējot briežu GPS izsekošanas datus, mēs iegūstam šo dzīvnieku atrašanās vietas profilu. Tam pievienojot, piemēram, zemes seguma lietojuma kartējumu vai analizējot, kāda tipa koki atrodas konkrētajā vidē, mēs varam saprast, kur briedis un kādos periodos uzturas ilgāk. Dzīvotņu modelēšanai 4 briežu pārvietošanās dati nav pietiekams datu apjoms, bet mums būs iespēja gūt pirmo priekšstatu tālākai izpētei, sadarbojoties ar ekspertiem citās valstīs.

VRI: Kas novērots apsiksnoto briežu datos?

D.J.: Kopš briežu apsiksnošanas pagājuši vien nepilni 3 mēneši, un ievākto datu daudzums pagaidām ir neliels, tāpēc secinājumu šobrīd vēl maz. Galvenais, ko mēs varam redzēt, ka visi 4 apsiksnotie brieži ir veseli un pārvietojas uz barošanās vietām. Paredzam, ka dati būs daudz interesantāki gada griezumā.

Kā jau iepriekš minēju, ir jau veikta pirmā kameru slazdu datu validācija, jo ir uzņemts attēls, kurā redzams viens no apsiksnotajiem briežiem. Ir vairāki šādi gadījumi, bet kameru slazdu datus apkopojam aptuveni 1 reizi 3 mēnešos. Pēc kameru slazdu datu iegūšanas mēs tos salīdzināsim ar 4 briežu atrašanās vietas datiem un novērtēsim, cik bieži kameru slazdiem ir izdevies uzņemt attēlus ar attiecīgajos brīžos tuvu esošajiem apsiksnotajiem briežiem.

VRI: Kāpēc no visiem pētījumā aplūkotajiem pārnadžiem, apsiksnoti tikai brieži?

D.J.: Lai pieņemtu šo lēmumu, ņēmām vērā vairākus faktorus, piemēram, migrācijas areālu. Stirnas atrašanās vietas datu iegūšanai nav tik interesantas, jo pārsvarā uzturas vienā vietā. Savukārt brieži regulāri pārvietojas pat vairākus desmitus kilometru. Vēl viens svarīgs faktors bija aļņu un briežu atšķirīgā sastopamība – Latvijā vidēji brieži ir teju 3 reizes vairāk nekā aļņu. Briežus aļņu vietā izvēlējāmies arī izmēra dēļ – neuzdrošinājāmies pietuvoties šiem lielajiem dzīvniekiem.

Par mežacūku izpēti un potenciālu šo dzīvnieku apsiksnošanu ir interese gan mums, gan Pārtikas un veterinārajam dienestam (PVD).Šajā pētījumā gan to nedarījām, jo mežacūku siksnošana ir sarežģītāka.

Izdarot izvēli pārnadžu apsiksnošanai, secinājām, ka briedis bija optimālākais variants, ņemot vērā visus jau minētos faktorus. Izvēlējāmies apsiksnot četru vienas sugas pārstāvjus nevis četrus indivīdus no dažādām sugām. Tā darījām, lai datu ieguvē būtu atkārtojamība.

VRI: Kā notika briežu apsiksnošana?

D.J.: Pirms briežu apsiksnošanas ar GPS raidītājiem bija jānokārto PVD un Valsts meža dienesta atļaujas un jāpierāda, ka mēs šo aktivitāti veiksim atbilstoši prasībām. Apsiksnošanu veicām sadarbībā ar Pārtikas drošības, dzīvnieku veselības un vides zinātnisko institūtu "BIOR". Apsiksnošanu veica veterinārārsts, kuram izsniegta atļauja šīs darbības veikšanai.

Viņš, paslēpies slēpnī pie dzīvnieku barotnēm, pacietīgi gaidīja 3 nedēļas, līdz notvēra apsiksnošanai piemērotus briežu eksemplārus.

Dzīvniekus iemidzināja un ap kaklu aplika ar GPS iekārtu aprīkotu siksnu. Siksnas apliktas ar aprēķinu, lai tās nebūtu ciešas. Datos redzams, ka visi četri brieži pēc iemidzināšanas ir atguvušies un devušies savās ikdienas gaitās. Siksnu iegādē izvēlējāmies uzticamu Zviedru uzņēmumu, kuri jau ir atzinīgi novērtēti un darbojas visā pasaulē.

VRI: Kā izvēlējāties, kurus briežus apsiksnot?

D.J.: Apsiksnojām 3 briežu govis un 1 teļu. Izvēli izdarījām pēc nejaušības principa – kas atnāca pie barotnes un veterinārārsts noķēra, to arī apsiksnoja. Lielāka interese mums šajā pētījumā bija par briežu govīm, jo siksnas ir ar noteiktu diametru – tās būtu par mazu ļoti lieliem briežiem. Briežu govīm ir arī mazāks migrācijas areāls nekā tēviņiem. Mums bija svarīgi, lai apsiksnotie brieži ļoti tālu neaizklīst, jo pētījumu veicam testa teritorijā, kurā izvietotas pārējās dzīvnieku detektēšansas un datu ievākšanas tehnoloģijas. Migrācijas areāls ir būtisks arī apsiksnoto dzīvnieku apsekošanai, jo nepieciešamības gadījumā, nosakot dzīvnieku atrašanās vietu, varam ar drona palīdzību tos atrast.

VRI: Vai apsiksnošanā radās kādi sarežģījumi un kā jūs tos risinājāt?

D.J.: Jā, saskārāmies ar dažādiem sarežģījumiem. Pavasarī briežu govīm ir dzemdību laiks. Viens no sarežģījumiem uzdevumiem bija izvairīties no grūsno briežu govju apsiksnošanas. Tas dzīvniekiem varētu radīt nevēlamu stresu. Neizvēlējāmies piemērotu apsiksnošans laiku, jo pavasarī dzīvnieki vairs tik bieži neizvēlas doties pie barotnēm. Veterinārārstam nācās slēpnī aizvadīt ilgāku laiku nekā iecerēts.

Pēc dzīvnieku apsiksnošanas ar citiem sarežģījumiem neesam saskārušies, bet ir izstrādāts drošības protokols. Esam paredzējuši periodiski veikt dzīvnieku apsekošanu un situācijas novērtēšanu.

Ja apsekošanas laikā konstatējam kādus sarežģījumus, tad GPS siksnām ir iestrādāta attālinātās noņemšanas opcija. Aizsūtot īsziņu, siksnas automātiski atveras un nokrīt, tā dzīvnieku atbrīvojot.

Siksnas dzīvniekiem plānots atstāt aptuveni vienu gadu.

VRI: Vai šāda dzīvnieku apsiksnošanas metode iepriekš izmantota Latvijā un pasaulē? Kādas iespējas šīs metodes izmantošanā saskatāt nākotnē?

D.J.: Latvijā dzīvnieku siksnošana nav izplatīta prakse. Kad veicām visu nepieciešamo atļauju saņemšanas procesu, sapratu, ka nav pieejama informācija par līdzīgiem pētījumiem.

Esam pirmie Latvijā, kas pārnadžu izpētē izmanto ar GPS raidītājiem aprīkotas siksnas.

Pārnadžu siksnošanu ļoti aktīvi veic Skandināvijā. Vides risinājumu institūts citos pētījumos cieši sadarbojušies ar Lietišķo zinātņu universitāti Norvēģijā” (JAMK University of Applied Sciences). Šai universitātei ir liela pieredze aļņu pētniecībā, izmantojot apsiksnošanas metodi. Tas ir viens no veidiem, kā analizēt dzīvnieku migrāciju, saprast to dzīvotnes un paradumus. Mūsu gadījumā dzīvnieku siksnošana no vienas puses sniedz references datus, lai validētu pārējās pētījumā izmantotajās tehnoloģijas. No otras puses – tā ir ļoti vērtīga, zinātniski pamatota informācija, kas ļauj saprast briežus, viņu uzvedību un dzīvotnes.

Dzīvnieku apsiksnošana ir sarežģīts un resursu ietilpīgs process. Iegūtie dati par četru briežu pārvietošanos ļaus VRI uzsākt sadarbību ar institūcijām, kas jau veic līdzīgas aktivitātes citās valstīs. Nākamajā pētniecības periodā mēs turpināsim kameru slazdu datu ievākšanu un to validāciju, izmantojot 4 psiksnoto briežu datus. Turpināsim darbu pie datu apstrādes automatizācijas un dažādu pasīvo akustisko sensoru jeb mikrofonu tīklu izmēģinājumiem. Plānojam arī paplašināt kameru slazdu tīklu.

Projekts “IKT balstīta savvaļas dzīvnieku uzskaites pieeja to ilgtspējīgai pārvaldībai” (Nr.1.1.1.1/18/A/146) tiek īstenots Eiropas Reģionālās attīstības fonda projekta “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” ietvaros.

Vairāk par projektu šeit.