公民科學對抗入侵種 整合物種資訊及早防治 | 環境資訊中心

公民科學對抗入侵種 整合物種資訊及早防治

公民科學發展論壇

2020年10月13日
文:孫依婷(環境資訊中心記者)

美國地質調查局(U.S Geological Survey)生物學家與資訊學家——安妮‧辛普森(Annie Simpson),8月底應邀台灣大學「公民科學發展論壇」專題演講,分享如何管理及運用公民科學計畫的數據,解決人類面臨的生態問題。


2020年8月28日安妮‧辛普森(Annie Simpson)進行線上演講,分享公民科學計畫與數據使用與公民科學的重要性。圖片來源:台灣大學政治系

公民科學數據標準化 須具備四大特質

隨著全球化發展,外來入侵種對社會及經濟利益造成極大影響。美國每年地震平均虧損610萬美元,外來入侵種危害卻是1億2300萬美元,遠超出地震造成的損害。隨著入侵時間越久,越難清除,且移除耗費心力、曠日費時,花費亦不容小覷,著名的紅火蟻入侵即是問題之一。


入侵物種會隨侵入時間而快速擴張,隨著入侵物種的入侵時間越長且數量越多,情況越趨於複雜且虧損嚴重。圖片來源:US GAO Aquatic Invasive Species:Additional Steps Could Help Measure Federal Progress in Achieving Strategic Goals.

安妮分享她致力於整合所有物種資訊,例如:國家生物多樣性資訊服務(Biodiversity Information Serving Our Nation,BISON)即提供製圖應用程式服務,與全球生物多樣性資訊機構(The Global Biodiversity Information Facility,GBIF)整合,使用達爾維核心集(Darwin Core)建立採集或觀測事件、地點、地質背景、生物類群及鑑定相關的資訊。

以外來種入侵議題為例,全球入侵物種資訊網路(Global Invasive Species Information Network,GISIN)是為了在全球範圍內制定入侵物種標準,為達爾文核心集蒐集與整理物種資訊,標準化數據以減少錯誤資訊,並提高可比較性的機會,並建立一個完整而全球共享的資訊。

又例如許多現階段標準化的例子,iNaturalisteBird長期蒐集物種資訊,可節省許多金錢與調查的心力,也突破早期侷限於地區資料,做出全球性的整合。其中iNaturalist是個全球公民科學平台,它可以利用人工智慧辨識原生或外來物種、且利用獎勵機制鼓勵地區成員上傳資訊,為了因應全球化,現今已開發了30多種語言。

此外,還需要遵循數據標準化和FAIR原則——可搜尋(Findable)、可取得(Accessible)、可交互運用(Interoperable)、可重複使用(Reproducible),並具有共同語言、分享平台等特性。

利用社群的力量進行科學合作

除科學文章需整合管理外,公民科學也需要社群的力量協助,讓科學不再只是科學家的事。

物種紀錄涉及瀕危族群保護、外來種撲滅等後續行動,因此紀錄上區分本土種與外來種的差異極為重要, 除了強調公開資訊之外,亦須妥善訓練紀錄「罕見物種清單」並確認其「正確性」。專題演講與論壇分享皆有提到:透過遊戲驗證的培訓模式確保資料的高品質,利用目標設定、獎勵機制保留參與者,並建立社群讓參與者之間可以相互分享成功經驗和各類挑戰,也不同才能和興趣的人達到團隊合作,一同貢獻與承擔責任。

同時也呼應外來種議題,公民科學可以改善入侵物種曲線的變化時間,當有越多參與者參與,新的紀錄可以更早發現,數據亦可更早被審核,提早規劃預防與移除措施。

公民科學數據建立仰賴各界合作

非科學家產生的數據是否可以有組織、有系統產生可靠的數據?培訓昂貴的成本能否負荷?目前美國公民科學平台數據顯示,每10名參與者中有9名提交的記錄少於10筆紀錄,但有熱情的志工經常提交數千筆記錄,如此落差的懸殊是目前推動公民科學的難題,而目前台灣也有類似的情況。

「公民科學」需要妥善計劃案資金來源、進行科技整合、資訊交流,各個科學家提供研究資料,媒體記者撰稿達到影響力,政府調整並改善現行法規,尤其在入侵物種科學研究中,大眾越關注的議題可得到了更多關注和更多資金投注。

「生態學家分析問題和潛在影響;數據科學家建立數據標準化系統;經濟學家衡量經濟影響;農學家在第一線執行作物保護防治病蟲害;遺傳學家提供基因層面的解決方案;心理學家提供預防人為因素的指導;數學家建構預測模型評估未被發現的暴發期;社會科學家設計管道有效招募志工;記者撰寫文章進行輿論宣傳;政府決策者設計法規以實施項目調查結果」安妮提到,每個行業各司其職並相互合作,才能達到公民科學的最大效果。 


公民科學需仰賴各職業相互合作才能達到最大效果。圖片來源:Annie Simpson:Partnering for Science: Interdisciplinary Collaboration to Address the Global Issue of Invasive Species.

入侵物種的經濟學限度:控制GDP損失在5%以內

究竟要全面防止外來入侵種,還是可以對這些非本地物種抱持彈性空間?「需從經濟學角度訂下目標,阻止入侵物種造成的GDP損失5%以內!」

安妮提到,據2001年Pimentel等學者估計:「外來入侵物種每年造成的損失佔全球GDP的5%(Pimentel et al. ,2001),並隨著全球化程度的提高而增加。」 以全球2017年GDP有80兆美元為例,若損失其中的5%將是4兆美元,將是一筆可觀的數字。

但入侵外來種具有危險性,例如:紅火蟻並非適合鼓勵一般民眾參與,需要更明確的注意事項提點才能參與。因此呼應前述需要各方人士一同參與,邀請記者、心理學家一同參與宣導,亦可利用農夫市集、書籍、展覽、科學專案、戶外活動進行資訊傳達。同時,外來種有很多是昆蟲,以夏威夷為例,6000種入侵種中就有一半是昆蟲,其中有許多無法辨識的昆蟲,需請教分類學家,且必須以標本輔助鑑定。 

入侵物種應早期發現並及時處理,需要更多的在地觀察數據,去預防非本地物種入侵的機會,並集合科學與社群的力量,將各自的興趣與專長充分利用並實踐。全球範圍太龐大,或許成千上萬的入侵種乍聽之下難以防治,但過往也有成功的案,例如鼠疫與天花的防治。因此,推廣「公民科學」仍需各界人士一同參與合作才是最理想的狀態。

參考資源 

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登 

作者

孫依婷

生活光影深淺中最好不過:林梢有鳥、河清有魚。想攪和著科學思維與大地涵養塑造一個「自然生態保育帝國」。