公众参与鸟类研究：公众科学的典型应用

作者：何鑫

通过参与有组织的观鸟活动和系统调查，公众可助力鸟类学研究，推动生物多样性保护和生态文明建设。国家和社会更多引导和支持民间观鸟组织的发展，构建开放和共享的协作平台，将推动我国鸟类学公众科学更快、更好地发展。

公众科学溯源

自1990年代中期以来，“公众科学”（citizen science）的概念逐渐受到关注，逐渐形成一个新的研究领域，并在近年来热度不断提升。公众科学通常指公众参与科学研究，并产生新知识的有意识的合作过程 [1]，又称公众参与式科学研究（public participation in scientific research）。从其原义上看，“citizen”其实是相对于“expert”（专家）而言的，表明参与者是不分国界、地域的非专家群体。作为一类开放的科研活动，在英文语境中，citizen science常与public science（公共科学）混用，甚至与community science（社区科学）、crowd science（大众科学）关系密切。美国公众科学中心（Citizen Science Central）将“公众科学”简短地定义为：志愿者与科学家一起回答有关真实世界的问题的科学项目。2014版《牛津词典》对它的定义是：由一般公众来承担科学工作，通常与专业科学和科学机构合作或在其指导下完成。

从科研人员的角度而言，公众科学是一种借助大量来自普通公众的非职业科学家、科学爱好者或志愿者，进行数据采集、分析、应用等活动的科研方式，其范围涵盖科学问题探索、新技术发展、数据收集与分析等；从普通公众的角度而言，这是一种与职业科学家和科学机构合作或在其指导下进行科学研究的参与方式，其中最普遍的形式是负责数据的收集 [2-3]。

“公众科学”虽是一个较新的术语，但其社会基础却有着相当长的历史。西方历史上很早就有公众科学的自发实践，并作为一种研究传统得到确立和持续。公众科学至少可以追溯到英国的博物学研究，例如早在17世纪，英国“博物学之父”雷（J. Ray）建立的生物学记录团体中就包括大量公众会员 [4]；19世纪的博物学家孟德尔在本质上可被视为业余科学家 [5]。20世纪之前的科学活动大部分是由感兴趣的爱好者主导；从某种程度上讲，在科学职业化之前的研究都是“公众科学”。

国外鸟类研究中的公众科学应用

鸟类因分布广、种类多、易识别等特点，是被研究最多和调查最频繁的动物类群之一。同时，它们对环境变化极为敏感，常被当作生物多样性监测和生态环境影响评价的重要指标。从鸟类学研究的起源看，其在本质上就是通过公众参与发展而来的。最早一批公众科学活动也与鸟类研究紧密相关，其中1880年美国《纳塔尔鸟类学俱乐部公报》（Bulletin of the Nuttall Ornithological Club）推出的灯塔看守员收集鸟类撞击数据的尝试，可被认为是公众参与鸟类研究的早期典型案例之一 [6]。

北美地区的鸟类学公众科学

最著名的鸟类公众科学案例是1900年开始的美国圣诞节鸟类调查（Christmas Bird Count, CBC），学术界普遍认为它是一个成功、大规模、长期性的公众科学实践。CBC的主办方是同年创立的著名的奥杜邦学会（National Audubon Society, NAS）。同样在1900年，美国鸟类学家查普曼（F. M. Chapman）向NAS提出“在每年圣诞节期间人们应以计数鸟类来代替猎杀鸟类”的建议并获得支持。自此，这项活动一直不间断地延续至今，参与人数从27人发展到2021年的7万人，调查区域从25个增加到2400个，积累了数千万条的鸟类个体记录。在现行活动的具体执行上，志愿者要在圣诞节前后数周内（一般从12月14日到翌年1月5日）的某一天，调查一个直径为24.14公里（15英里）圆形区域内的所有鸟类；在每个调查区域内，至少10个志愿者分成若干小组，沿预设路线进行数量调查 [7]。

1915年，NAS和美国康奈尔大学合作创办了以“增加鸟类的知识以及对鸟类的理解和欣赏”为使命的康奈尔鸟类学实验室（Cornel Lab of Ornithology，CLO），致力于鸟类研究和保护。在某些方面来说，当代公众科学思想的直接源头正是该实验室。作为北美地区乃至全球公众科学主要研究机构之一，CLO自成立以来开展了许多不同规模的公众科学项目。1965年，CLO发起了一个鸟巢记录项目，这是北美地区最早有组织地招募观鸟爱好者帮助收集数据的科研项目之一。1987年，CLO启动了记录鸟类冬季觅食行为的“给食器观察”（FeederWatch）项目。事实上，正是随着康奈尔大学申请的“公众参与的鸟类学”项目被美国国家自然科学基金立项后，“公众科学”这一新兴术语才逐渐进入公众的视野。

始于1966年的北美繁殖鸟类调查（North American Breeding Bird Survey, 简称BBS）是一个长期、大尺度、多国合作的鸟类监测项目，主要跟踪北美地区繁殖鸟类种群的分布格局与数量变化，其组织者是美国帕图克森特野生动物研究中心（Patuxent Wildlife Research Center）和加拿大国家野生动物研究中心（National Wildlife Research Center）。该项目的具体做法是：志愿者在每年繁殖高峰期，沿公路进行调查；每条样线长39.43 千米（24.5英里），每隔805米（0.5英里）设置1个记录点；在每个记录点，调查者在3分钟内按样点法记录半径402米（0.25英里）范围内所有听到或看到的鸟类个体；每次调查从太阳升起的1.5小时后开始，持续记录5小时后结束。截至2012年，BBS项目在北美大陆已有4100多条固定样线，记录了420种鸟，获得的原始数据包含了用于这些鸟类的种群趋势估计的基础资料 [8]。

英国的鸟类学公众科学

成立于1932年的英国鸟类学信托基金会（British Trust for Ornithology, BTO）在1962年启动了全球首个具有统一标准、大规模的陆生鸟类监测项目——常见鸟类调查（Common Birds Census），旨在通过长期监测鸟类数量来反映环境质量的变化。该项目一直持续到2000年结束，取代它的是由BTO、英国联合自然保育委员会（Joint Nature Conservation Committe）和英国皇家鸟类保护协会（Royal Society for the Protection of Birds）联合负责、始于1994年的繁殖鸟类调查（Breeding Bird Survey）项目。在这项调查中，组织者按行政区划将英国分成83个地区，根据不同地区观鸟志愿者人数抽样，共选取1565个1千米见方的调查样方；志愿者每年3次到指定的样方中开展调查，为鸟类数量研究和种群趋势分析等科学问题提供了大量基础数据 [7]。以此为基础，BTO在近年来还完成了由了3100万业余自然志学家参与收集信息的国家生物多样性网络的建设，该网络包括了2700个英国物种的记录。

互联网时代的鸟类学公众科学

过去20多年，移动互联网和便携式智能设备（如智能手机）的迅速普及，使得一些可充分利用这类技术的公众科学项目迅速发展，其中eBird（“电子鸟类”）项目最典型，规模大且持久。

2002年，CLO和NAS联合创立了eBird项目，以此利用互联网技术收集空间和时间尺度上的鸟类分布数据。eBird项目相对简单的调查设计立即吸引了很多观鸟爱好者参与，而且他们在向eBird平台（https://ebird.org）提交观鸟数据的同时，也能获得在全球范围内免费开放的公众观鸟数据，例如区域统计、热点统计、鸟类分布图 [9]。作为公众参与鸟类研究的典型，eBird目前已成为世界上最大的与生物多样性相关的公众科学项目。eBird由数百家合作伙伴组织、数千名区域专家和数十万个用户组成，由CLO对其进行管理，彻底改变了鸟类信息的收集方式。截至2022年8月，来自253个国家和地区的超过79万个用户向eBird提交了6980万份观鸟清单、3.66亿条观测结果，以及10 623种鸟的数据。这些数据为科学研究提供了基础资料，目前仅在Elsevier Science Direct数据库中就有百多篇论文引用了它的数据。

CLO还设立了其他基于互联网的鸟类学公众科学项目，其中包括：①1988年发起的全球首个在线公众科学项目——大后院鸟类计数（Great Backyard Bird Count），号召北美地区的志愿者统计后院和邻近地区每年4天的鸟类数量（主要在二月）；②重点关注城区常见16种鸟的调查——庆祝都市鸟项目（Celebrate Urban Birds），这其实是eBird的简化版；③ 培养独立探究技能的中学课程——鸟侦探（Bird Sleuth）。此外，康奈尔大学基于Web2.0技术研制出鸟类在线分类系统，通过网络将鸟类图片分配给公众，由公众根据分类规则并结合自己能力完成鸟类的鉴定。

与传统鸟类调查互为补充

公众科学形式的鸟类调查与传统鸟类调查相比，既有优势，又有劣势。二者如能结合，可充分发挥各自优势，共同推动鸟类学研究和鸟类保护。

一方面，公众观鸟扩大了调查和评估的范围，增强了数据采集能力，弥补了传统调查的不足，为鸟类研究提供了大量数据，能有效完善生物多样性本底资料，在自然资源管理和保护方面愈发重要。对于职业研究者而言，来自公众科学网站的鸟类观测数据与鸟类学家提供的专业调查数据一样有价值。大规模公众观鸟的地域范围是传统鸟类调查无法匹敌的，可实现跨时空尺度记录鸟类多样性；基于公众观鸟数据开发的物种在时间和空间上的分布模型和模式，加深了对鸟类与生境之间关系的认识，还有助于开展繁殖率、疾病传播等领域的研究。例如，NAS利用其积累的公众观鸟数据，界定重要的保护区范围，发布濒危物种调查报告，研究气候变化对鸟类及其生境的影响。同时，因为许多观鸟爱好者的鸟类辨识能力很强，而且他们往往愿意投入很多时间和精力前往不同地点观鸟，所以公众观鸟数据已成为鸟类分布新记录的重要来源之一。

另一方面，公众观鸟活动尚不能取代传统鸟类调查。一是公众观鸟活动在时间、空间上分布常常不均匀。爱好者在进行观鸟和记录时，对地点的选择常具集中性和主观性，即鸟类多样性高、稀有种和特有种出没的地点往往对他们有更大的吸引力。二是观鸟爱好者的数据时常不能涵盖所遇到的全部物种，而且很多记录缺乏个体数量。三是观鸟爱好者之间存在专业知识水平、经验等方面的差异，对在同一地点、同一时间进行的调查所提交的数据可能明显不同。这些劣势都为公众观鸟数据的利用带来不便。

国内鸟类研究中的公众科学应用

在我国，公众科学的萌芽同样从志愿者观鸟活动开始。随着我国经济水平的提高，以及互联网、数码相机、能远距离拍摄的智能手机等软硬件的普及，越来越多爱好者愿意参与自然观察的代表领域、开展最普遍的观鸟活动，并进行数据记录与共享。

公众科学在鸟类学研究中的近况

在能进行数据共享的国内鸟类学公众科学网络交流平台中，最具代表性的是中国观鸟记录中心（BirdReport）数据库。作为我国最全面、完整的民间鸟类数据库，它于2002年启动，为观鸟爱好者提供了一个相对简单、能广泛参与的鸟类学公众科学项目，以及免费、公开的数据共享平台，这为我国鸟类多样性的监测和保护提供了重要依据。观鸟爱好者向该平台提交的观鸟记录包含的信息很丰富，涉及地点、日期、记录者、观察者、天气、观测装备、环境和路线，以及鸟种和数量等详细内容，还可附加照片、音视频；他们的记录会经过专家审核，并开放留言互动，以保证数据的准确性。2014年起，中国观鸟记录中心数据库（www.birdreport.cn）改版，昆明市朱雀鸟类研究所（即朱雀会，又称中国观鸟组织联合行动平台）承担起网站维护职责，并增加了更多的个性化统计功能。相关数据显示，该中心从2002年到2014年改版前，有1600多人提交了32 474条观测记录，涉及5200多个观测点、1248种鸟的689 752次记录；从2014年5月改版后至2022年8月，共收集到236 603条观测记录，涉及1358种鸟的3 940 833次记录。基于对该中心历年数据分析所形成的《中国观鸟年报（2002—2021年）》是对观鸟爱好者观测结果最完整、时效最新的总结，可作为鸟类分布基础数据和传统鸟类调查的补充，有助于更好、更及时地了解我国鸟类分布变化，特别是一些受关注鸟类的状况。

国内其他具公众科学性质的代表性鸟类调查还有全国沿海水鸟同步调查。这是由沿海地区的观鸟组织和志愿者于2009年起共同发起的项目，爱好者在每月相对固定的几天，分别调查当地沿海的水鸟和对湿地有依赖的鸟类，从而了解它们种类、数量、迁徙动态等信息。与此类似的是在每年特定时间开展的重点鸟类专项调查，例如香港观鸟会发起的黑脸琵鹭全球同步调查，爱好者于每年1月在整个东亚地区和部分东南亚地区统计濒危鸟类黑脸琵鹭的准确数量，其中我国大陆地区（其中包括香港、澳门）和台湾地区均有多家观鸟组织参与；朱雀会近年来在种群相对稳定的越冬期，组织爱好者进行濒危鸟类中华秋沙鸭、青头潜鸭的全国同步调查。朱雀会还曾与江西鄱阳湖国家级自然保护区合作推出过“围湖数鸟”活动，以举办观鸟节为契机，组织来自全国的爱好者到鄱阳湖区的不同地点，同时进行鸟类的数量统计，并推动当地的保护行动。

资深鸟类爱好者参与九段沙鸟类调查

上海野鸟会成员参与复旦大学“鄱阳湖鸟类调查”项目

“让候鸟飞”公益基金、SEE阿拉善“任鸟飞”项目和华泰证券“一个长江”项目近年来举办过多种形式的公众参与的鸟类调查；山水自然保护中心等机构举办的“昂赛自然观察节”，在短时间内收集到包括鸟类在内的大量野生动植物影像资料。荒野新疆组织的白鸟湖白头硬尾鸭保护等公众科学活动直接聚焦特定区域的濒危鸟类保护，而昆山杜克大学开展的志愿者鸟撞调查则引起了广泛的社会关注。2022年9月15日，台风“梅花”过境后，一位观鸟爱好者在上海世纪公园发现一只罕见的中华凤头燕鸥，这是国家一级保护野生动物，也是被世界自然保护联盟红色名录列为“极度濒危”物种的珍稀鸟类，全球仅存100多只。这是迄今在上海第四次、上海市区首次记录到这种被誉为“神话之鸟”的鸟种，它为鸟类学研究补充了重要资料。

观鸟爱好者在上海世纪公园镜天湖观察中华凤头燕鸥

最近几年，一些政府部门和科研机构，以及在一些公益基金支持下的社会组织，主动从公众中招募志愿者参与野生动物调查、红外相机布设、问卷调查等生物多样性研究与保护工作；或通过以“劲草嘉年华”为代表的活动，为不同城市的人们提供了解和参与公众科学的平台，不断扩大社会影响力。与内地相比，港台地区的观鸟组织成立年份更久，当地公众参与了很多鸟类监测工作，包括香港水鸟普查、香港黑鸢夜栖和繁殖调查、香港燕鸥繁殖调查、全港鹭鸟林和鹭鸟繁殖调查、香港家燕与小白腰雨燕的燕巢数量及使用状况研究、台湾繁殖鸟类调查、台湾鸟类生产力与存活率监测、台湾外来鸟种监测和垦丁猛禽监测等。

我国许多鸟类观测方面的公众科学项目的发起方会定期开会讨论和交流经验，并举办展览，向公众普及科学知识。他们获得的数据在物种监测、生物多样性保护、环境治理等方面具有巨大的价值，因此专职科研人员、管理部门常会与其合作，共同整理数据。对于中国观鸟记录中心等平台的公开数据，也有学者进行分析并取得一定成果，如北京大学自然保护与社会发展研究中心有关中国自然观察的研究。

上海自然博物馆以“我的自然百宝箱”公众科学品牌活动为基础，利用微信小程序等技术手段，开发了面向公众的野生动物记录工具——“听见万物”程序。该程序支持上传动物照片、声音和视频，并附地理信息和温湿度等环境指标。它在辅助进行物种识别时，除有后台专家登陆管理外，还配有机器学习功能，初步实现了公众在发现兽类、鸟类、两栖爬行类、鸣虫等类群的野生动物后，将数据进行记录、上传、分享和统计等功能。同时，该馆还直接招募志愿者协助进行野外调查，取得了良好的效果。

上海自然博物馆的公众科学项目志愿者培训（姚力 摄）

不足与建议

我国目前的鸟类学公众科学项目的发起方主要为民间机构，缺乏统一的协作平台和政府引导。与具有100多年发展历史、往往容易获得政府支持的欧美国家的现代公众科学相比，我国鸟类学公众科学还存在起步晚、项目数量少、公众参与度不高、数据质量控制薄弱、组织管理与整合能力不强，以及共享有限、与科学家合作不多等不足，且经常遇到经费困难、人员变动过于频繁等问题 [6,10]。

爱好者在宁波天童进行观鸟和调查

民间观鸟组织是推动国内公众科学活动进步的主要力量之一；在当前互联网大环境下，任何与互联网接触的人都有成为公众科学家的潜质。虽然我国的鸟类学公众科学在专业化和应用方面还有待加强，但随着人们知识水平和科学素养的提高，对鸟类学研究感兴趣的爱好者越来越多。如果政府部门、科研院所、博物馆等公立机构能与观鸟协会等民间组织开展更多合作，设计合适的公众科学项目，构建共享、开放、透明的数据平台，那么公众科学将在鸟类学研究与保护领域发挥更大的作用，从而进一步促进自然教育与科学普及。

何鑫：博士、副研究员，上海自然博物馆（上海科技馆分馆），上海 200041。hexin17@126.com

He Xin: Ph.D., Associate Research Fellow, Shanghai Natureal History Museum (Branch of Shanghai Science and Technology Museum, Shanghai 200041.

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[4] 赵宇翔. 科研众包视角下公众科学项目刍议: 概念解析、模式探索及学科机遇. 中国图书馆学报, 2017, 43(05): 42-56.

[5] 李际. 生态学假说判决性实验的验证方法. 科技导报, 2016, 34(13): 93-98.

[6] 王丽慧, 郑念, 齐培潇. 2019. 公众科学的发展及对我国的启示. 自然辩证法研究, 35(6): 39-44.

[7] 斯幸峰, 丁平. 欧美陆地鸟类监测的历史、现状与我国的对策. 生物多样性, 2011, 19(3): 303–310.

[8] Sauer J R, Hines J E, Fallcon J E, et al. The North American breeding bird survey, results and analysis 1966–2011. Version 12. 13. 2011. Laurel: USGS Patuxent Wildlife Research Center, 2012.

[9] Wood C, Sullivan B, Iliff M, et al. 2011. eBird: engaging birders in science and conservation. PLoS biology, 2011, 9(12): e1001220.

[10] 张健, 陈圣宾, 陈彬, 等. 公众科学: 整合科学研究、生态保护和公众参与. 生物多样性, 2013, 21(6): 738-749.

关键词：公众科学 公众参与式鸟类学研究 观鸟 鸟类保护 ■