Исследователи из Университета Флориды придумали, как считать животных с дронов гораздо точнее. Этот метод помог подтвердить, что на берегах реки Гуапоре в Амазонии находится крупнейшее в мире место гнездования гигантских южноамериканских речных черепах — вида, которому грозит исчезновение.

Ученые не просто сделали снимки с воздуха, а соединили их со статистическим моделированием. Так они выяснили, что на песчаных отмелях реки собирается более 41 000 этих черепах. Работа, опубликованная в издании Journal of Applied Ecology, — это новый инструмент для экологов, которые хотят следить за уязвимыми видами с беспрецедентной точностью.

Мы предлагаем принципиально новый способ считать животных, — говорит ведущий автор исследования Исмаэль Брак, постдокторант Школы лесного хозяйства, рыболовства и геоматических наук UF/IFAS. — Хотя мы опробовали его на черепахах, метод подойдет и для других видов.

Идея родилась в сотрудничестве с учеными из Общества охраны дикой природы (WCS), которые работают в Бразилии, Колумбии и Боливии. Они как раз следят за этими черепахами, на которых охотятся браконьеры ради мяса и яиц. Черепахи очень общительны, и каждый год в июле-августе самки массово выползают на песчаные берега Гуапоре, чтобы отложить яйца.

Брак познакомился с коллегами из WCS на конференции, где они рассказали, как используют дроны для подсчета. Они создают ортомозаики — это гигантские детализированные изображения, которые собираются из сотен отдельных снимков, как пазл.

Считать животных по таким картинкам быстрее, точнее и безопаснее, чем делать это пешком на земле. Но у метода есть узкое место: животные не сидят на месте, они постоянно двигаются.

Поэтому исследователи из UF и WCS разработали метод, который учитывает движение и повышает точность. Он исключает двойной счет (когда одну и ту же черепаху считают несколько раз) и пропуск особей.

Как проходил эксперимент:

• Ученые пометили белой краской панцири 1187 черепах на одном из островков.
• В течение 12 дней дрон по четыре раза в день совершал облеты по четкой схеме, делая каждый раз по 1500 фотографий.
• Снимки склеивали в ортомозаики, а ученые вручную изучали их.

Они фиксировали каждую черепаху, отмечали, помечена ли она и что делает в момент съемки — откладывает яйца или перемещается. На основе этих данных построили вероятностные модели. Эти модели учли:

• сколько черепах пришло и ушло с пляжа за время наблюдений;
• поведение животных;
• вероятность обнаружить белую метку на панцире.

Модели показали, сколько ошибок кроется в обычном подсчете по снимкам. Выяснилось, что только 35% от общего числа черепах, использовавших пляж, одновременно присутствовали на нем во время полетов дрона. А в среднем 20% тех, кто двигался, попадали в кадр несколько раз — некоторых насчитали аж до семи раз.

Результаты подсчетов тремя разными способами сильно разнились:

Цифры совершенно разные, а для защитников природы это большая проблема, — объясняет Брак. — Если мы не можем точно определить численность вида, как мы поймем, что он вымирает или что наши меры защиты работают?

Этот метод можно адаптировать для других видов. Раньше ученые уже метили тюленей, одевали на лосей яркие ошейники и пачкали горных козлов шариками с краской, чтобы отслеживать их перемещение. Теперь же дроны и умные модели делают эту работу проще и эффективнее.

Команда планирует совершенствовать метод, проводя новые облеты на Гуапоре и в других странах, где гнездятся эти черепахи, — в Колумбии, Перу и Венесуэле.

Собирая данные из множества мест, мы сможем отслеживать тенденции популяции, и WCS будет точно знать, куда направлять ресурсы для защиты, — заключает Брак.

Реальная польза этого исследования выходит далеко за рамки подсчета черепах. Оно предлагает решение фундаментальной проблемы в экологии: как получить репрезентативные данные о подвижных, скрытных или массовых группировках животных без серьезного вмешательства в их жизнь.

Это позволяет:

• Точно оценивать эффективность мер охраны. Если заповедник тратит деньги на борьбу с браконьерством, то лишь точные данные о росте популяции докажут, что эти инвестиции работают.
• Оперативно реагировать на угрозы. Резкое падение численности, зафиксированное в сезоне, можно заметить практически сразу, а не годы спустя, когда восстановить популяцию будет уже крайне сложно.
• Снизить стоимость и риски мониторинга. Облеты дронами дешевле и безопаснее, чем месячные экспедиции в труднодоступные и порой опасные регионы для наземного подсчета.

Основное замечание касается масштабируемости метода. Маркировка 1187 черепах в дикой природе — это крайне трудоемкий и потенциально стрессовый для животных процесс. Для каждого нового вида (например, для стадных копытных или морских млекопитающих) потребуется разрабатывать свою, возможно, не менее сложную методику мечения, которая не навредит им и будет эффективной для обнаружения с воздуха. Это может сделать метод слишком дорогим и узкоспециализированным для быстрого внедрения в широкую практику многих заповедников и исследовательских групп по всему миру.

Ранее ученые заявили, что считать животных помогают спутники.