地球的生物圈由植物、动物、真菌和其他生物共同构成。我们每天都依赖它维持生存——我们呼吸的空气、饮用的水以及食用的食物，都是由地球生态系统产生的。

随着对土地和资源日益增长的需求给这些生态系统及其物种带来压力，人工智能（AI）可以成为帮助保护它们的变革性工具。它可以让政府、企业和保护组织更容易收集野外数据，将这些数据整合为新的洞见，并把这些洞见转化为行动。它还可以为更好的计划提供信息，并在这些计划付诸实践时监测其成效。

今天，我们宣布新的生物圈研究成果：预测森林砍伐风险、一个绘制地球物种分布范围的新项目，以及我们的生物声学模型 Perch 的最新更新。

预测森林砍伐

森林是生物圈最关键的支柱之一——储存碳、调节降雨、缓解洪水，并庇护着地球上大多数陆地生物多样性。遗憾的是，尽管森林如此重要，其消失仍在以惊人的速度持续发生。

20多年来，人们一直能够利用基于卫星的遥感技术从太空追踪森林砍伐情况。近期，我们与 World Resources Institute 合作更进一步，开发了一个森林损失驱动因素模型——涵盖农业、采伐、采矿和火灾等因素——以史无前例的 1 平方公里分辨率覆盖 2000—2024 年。

今天，我们发布了一个用于预测森林砍伐风险的基准数据集。该模型使用纯卫星输入，避免了对道路等特定本地输入图层的需求，并采用围绕视觉 Transformer 构建的高效模型架构。这种方法能够在大范围区域内实现准确、高分辨率的森林砍伐风险预测，尺度可细至 30 米。

模拟地球物种的分布

要保护地球上受威胁的物种，我们必须知道它们在哪里。已知物种超过 200 万种，还有数百万种有待发现和命名，这是一项极其艰巨的任务。

为帮助解决这一问题，Google 研究人员正在开发一种由 AI 驱动的新方法，以前所未有的规模生成物种分布范围地图——覆盖更多物种、更广世界范围，并达到比以往更高的分辨率。图神经网络（GNN）模型将开放的物种野外观测数据库、来自 AlphaEarth Foundations 的卫星嵌入，以及物种性状信息（如体重）结合起来。这种方法使我们能够一次性推断许多物种可能的潜在地理分布，并让科学家利用额外的本地数据和专业知识完善这些推断分布。

作为与 QCIF 和 EcoCommons 研究人员开展试点的一部分，我们已使用该模型绘制澳大利亚哺乳动物的分布图，例如大袋鼯：一种夜行性、尾巴蓬松的有袋类动物，生活在原始桉树林中。今天，我们还通过 UN Biodiversity Lab 和 Earth Engine 发布了其中 23 个物种分布图。

通过生物声学聆听

理解和建模生态系统的所有努力，最终都依赖于野外监测。AI 在这里同样可以发挥关键作用，通过监测设备自动识别栖息地和物种，从而增强传统生态野外监测——后者以困难且成本高昂而著称。

一个有说服力的例子是生物声学。鸟类、两栖动物、昆虫和其他物种使用声音进行交流，这使声音成为识别栖息物种和理解生态系统健康状况的出色模态。可靠且价格可承受的生物声学监测设备已经很容易获得。然而，这些设备会产生海量音频数据，其中充满未知且相互重叠的声音，数据量大到无法人工审查，也难以自动分析。

为帮助科学家和保护工作者理清这种复杂性，我们最近发布了 Perch 2.0——我们的动物发声分类器更新版本。这个新模型不仅在鸟类识别方面达到先进水平，还可作为基础模型使用，使野外生态学家能够快速调整该模型，用于识别地球任何地方的新物种和栖息地。

我们尤其为与 University of Hawai`i 的合作感到自豪，在那里，Perch 正在为濒危蜜旋木雀的保护措施提供指导，并被用于识别幼鸟叫声，以了解种群健康状况。

AI 用于自然保护的未来

这项工作的目标是让各层级决策者更容易采取行动保护地球。但更好的数据只有在足够全面、真正捕捉到某一生态系统各个层面所发生情况时，才会带来更好的决策。

因此，我们正在努力将这些模型和其他模型整合在一起，结合来自更多模态的数据，例如卫星数据、图像、生物声学、文档等。同时，将这一切与人类活动模型连接起来，例如土地利用变化和农业实践，以及农业产量、防洪和其他与人类相关后果的模型。

通过让政策制定者全面了解生物圈面临的威胁，我们可以帮助他们采取行动，保护未来世代的植物、动物和人类。如果我们能够为环境建模，也许就能帮助它繁荣发展。

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致谢

这项研究由 Google DeepMind 和 Google Research 共同开发。

正文：Google DeepMind：Andrea Burns、Anton Raichuk、Arianna Manzini、Bart van Merrienboer、Burcu Karagol Ayan、Dominic Masters、Drew Purves、Jenny Hamer、Julia Haas、Keith Anderson、Matt Overlan、Maxim Neumann、Melanie Rey、Mustafa Chasmai、Petar Veličković、Ravi Rajakumar、Tom Denton、Vincent Dumoulin

Google Research 和 Google Partners：Ben Williams、Charlotte Stanton、Dan Morris、Elise Kleeman、Lauren Harrell、Michelangelo Conserva

我们还要感谢 UNEP-WCMC 和 QCIF 的合作伙伴，其他合作者 Aditee Kumthekar、Aparna Warrier、Artlind Kortoci、Burooj Ghani、Christine Kaeser-Chen、Grace Young、Kira Prabhu、Jamie McPike、Jane Labanowski、Jerome Massot、Kuan Lu、Mélisande Teng、Michal Kazmierski、Millie Chapman、Rishabh Baghel、Scott Riddle、Shelagh McLellan、Simon Guiroy、Stefan Kahl、Tim Coleman 和 Youngin Shin，以及 Peter Battaglia 和 Kat Chou 对我们的支持。