什么是公民科学？人人都能参与的生物调查，以及这些数据的用途

什么是公民科学——「发现」如何变成科学

公民科学是指由专业研究者与普通民众协作开展的参与式调查与研究活动。虽然带着「科学」二字，但参与并不需要学位或资格。所需要的，只是按照约定的方法观察、准确记录，并把结果分享出去。

重要的是，公民科学不同于「教育项目」或「体验活动」。公民科学的数据，从一开始就是以最终用于研究论文和行政报告为前提而收集的。正因如此，调查步骤（协议）被明确规定，记录格式被统一，数据质量核查的环节也被纳入流程。参与过程可以充满乐趣，产出的却是货真价实的科学数据——这正是公民科学的魅力所在。

专家无法覆盖的「广度」与「长度」

要捕捉生态系统的变化，就必须在广阔的范围内、以长期的时间、用相同的方法持续观察。某一年樱花比往年早开五天，仅凭一年的数据无法判断这是偶然还是气候变暖的影响。只有积累数十年的记录，趋势才会浮现。

然而，这种「又广又长」的工作，恰恰是最难获得科研经费的部分。它不会带来轰动性的发现，只是年复一年走同一条路线、记录同样的内容。公民科学正是为填补这一空缺而发展起来的。住在当地的人，每年都能去那个地方；对爱好观鸟的人来说，记录本身就是乐趣。因为由「有理由坚持下去的人」来承担，所以才能持续。

公民科学的三种类型——你想参与到多深

同样称作公民科学，参与的深度却各不相同。大致分成以下三类，更容易找到适合自己的入口。

作为第一步，贡献型最为轻松。哪怕只投稿一张照片，这一条记录也会确实留在数据库中，并有可能被某项研究使用。关于日本生物本身的丰富程度，建议一并阅读日本海域的生物多样性为何位居世界前列，便能理解为何需要如此众多的眼睛。

支撑日本公民科学的三大基础

日本已建立起若干把公众观察转化为科学数据的「底座」。这里介绍其中最核心的三个。

监测点1000——延续二十年的全国约1,000处定点观测

日本环境省自2003年度起实施的监测点1000（正式名称：重要生态系统监视地域监测推进事业），可谓日本公民科学的脊梁。该事业在高山带、森林与草原、乡野里山、内陆水域（湖沼与湿地）、沿岸海域（岩礁、滩涂、海草床、海藻场、珊瑚礁）以及小岛屿等代表性生态系统中，设置了全国约1,000处调查点（监测点），并以相同方法逐年持续观测。

支撑这项事业的，不只是研究者，还包括非营利组织与公民调查员等多元主体。2024年10月公布的第四期汇总报告书基于二十年的数据，清晰呈现了日本自然环境的变化：麻雀、云雀等身边鸟类的减少，鹬鸻类与鸥类的减少，日本鹿确认率的逐年上升，以及画眉、红嘴相思鸟等外来物种分布范围的扩大。

其中乡野调查最能以数字体现公众参与的成果。2005至2022年度的十八年间，325个监测点共积累了4,382个物种、约298万条数据，报告指出蝶类与鸟类急剧减少，并叠加了气候变化的影响。这些记录之所以存在，正是因为参加地方观察会与非营利组织的人们年复一年走着同一条路线。

生物记录系统——把零散的记录汇集到一处

即便公众做了记录，如果它们只停留在笔记本或个人电脑里，就不会被任何人使用。为此，环境省生物多样性中心于2013年10月启用了「生物记录系统（Ikimono Log）」。它把国家机关、地方政府、专家乃至个人所持有的生物信息汇集到同一系统中，再共享与提供出去。

该系统既收录了自然环境保全基础调查、监测点1000等国家调查数据，同时只要注册用户，个人也可以上报观察记录，并参与公开的调查项目。也就是说，国家的官方数据与公众的观察记录被设计成并列于同一平台。这正是日本公民科学中「承接平台」所发挥的作用。

全国鸟类繁殖分布调查——2,106人绘制的日本鸟类地图

最能以数字体现公众参与规模的，是由环境省生物多样性中心与五家机构（Bird Research、日本野鸟会、日本自然保护协会、日本鸟类标识协会、山阶鸟类研究所）共同主办的全国鸟类繁殖分布调查（2016-2021年）。

这项调查有2,106名志愿者参加，在全国2,344个地点开展了实地调查。全国被划分为约20公里见方的网格，每个网格大致配置两条调查线路；除实地调查外，还收集了文献信息与野鸟观察记录，最终绘制出按网格标注繁殖等级的彩色分布图。一个人只能走完一条线路，但两千人一起走，就能画出整个日本列岛的鸟类地图——这是公民科学力量最直观的体现。

智能手机改变了参与方式——一张照片就是数据

过去要参与公民科学，需要能查图鉴辨认物种的知识，还要有在野外笔记上记录的习惯，门槛并不低。把门槛一举拉低的，是智能手机、GPS与AI图像识别的组合。

只要拍照，「何时、何地、何物」就齐了

一条生物记录至少需要四个要素：何时（日期时间）、何地（位置）、何物（物种）、何人（记录者）。其中时间与位置，在用手机拍摄的瞬间就会自动写入照片数据。剩下的「何物」，如今也由AI图像识别给出候选。换言之，参与者要做的事被简化到只剩「拍照」。

这不仅仅是变轻松而已。当参与人数呈数量级增长时，数据的体量与地理覆盖范围会发生根本性改变。过去一年几次观察会才积累数十条记录，如今从日常散步中每天就能产生数千条。公民科学的性质本身发生了变化。

Biome——源自日本的生物收集应用

在日本，这方面的代表是由京都大学孵化的初创企业Biome株式会社开发的生物收集应用「Biome」。自2019年4月正式发布起的七年间，其累计下载量达125万次、累计投稿数超过1,000万条（截至2026年4月）。

Biome的特点在于AI鉴定：它依据拍摄地点、时期以及影像中的形态特征，从约10万个物种的数据中瞬间给出候选物种。即使不会使用图鉴，只要拍下照片，它就会告诉你「这大概是哪个物种」。应用被设计成像游戏一样不断扩充收藏，以「收集」的乐趣而非「查证」的负担来驱动人们，这正是其高留存率的关键。所汇集的观察数据，被当作掌握外来物种入侵状况与生物多样性分布的基础数据，也应用于地方政府的城市规划与环境教育。

iNaturalist——全球观察正在加速科研

放眼世界，同样的机制正以更大的规模运转。国际生物观察平台iNaturalist截至2024年9月已积累逾2亿条观察记录，参与者约330万人。

值得关注的是，这些数据究竟有多少真正用于研究。据同行评审期刊《BioScience》2025年刊载的分析，使用iNaturalist数据的论文数在过去五年间增长逾十倍，仅2022年就达1,410篇（平均每天约四篇），涉及128个国家与638个科，其中最主要的用途是构建物种分布模型。

在汇总全球生物多样性数据的GBIF（全球生物多样性信息机构）中，其存在感同样可观：截至2022年，源自iNaturalist的数据占GBIF整体的6.3%。若剔除数量庞大的鸟类记录，这一比例升至37.2%；按类群划分，爬行类为74.0%、蛛形纲为63.3%、两栖类为55.1%、腹足纲为54.9%——可见专业调查越薄弱的类群，越依靠公众观察来支撑。

海洋与沿岸的公民科学——沙滩、海龟、珊瑚礁与漂流垃圾

海边是公民科学格外能发挥作用的场所。海岸线漫长，许多地方只有退潮时才能观察，而且谁都可以走过去。研究者不可能走遍全部，但只要当地人按季节走一走，记录就会切实地积累起来。

沙滩——170万人参与的全国沙滩行动

日本自然保护协会（NACS-J）自2019年度起开展五年的「全国沙滩行动」，是日本海边公民科学中规模最大的项目。它以「守护沙滩的三项行动」为号召——沙滩生物调查、捡拾垃圾、使用沙滩手册——五年间累计参与人数超过170万人。

成果体现为清晰的数字：沙滩手册发放95,000份，沙滩生物调查收集到231,682条数据，捡拾垃圾17,673,354件。生物调查使用了Biome应用，结果显示各处沙滩的物种构成差异极大——有的沙滩很小却物种数众多，有的沙滩广阔却物种数稀少。「面积大未必更丰富」这一事实，只有现场数据才能揭示。

海龟——约11万枚标识绘出的洄游地图

日本海边公民科学中历史最悠久的项目之一，是海龟上岸与产卵调查。方法极其简单：在黎明的沙滩上行走，寻找海龟本体或它上岸留下的痕迹（爬痕与产卵巢）并加以记录。正因为不需要特殊装备，才得以在全国范围内长期开展。

此外，通过给个体加装标识（标签）、在重捕时据此追踪移动与生长的标识调查，迄今已累计使用了约11万枚标识。一枚标识之所以有意义，只因为在另一个地方有人发现并上报了它。可以说，这项调查只有依靠遍布全国的观察者网络才能成立。在静冈县等地，经县认定的保护调查员在5至8月每天黎明开展调查，并设有让普通民众随行参与的机制。

珊瑚礁——名为「Reef Check」的共同标尺

在珊瑚礁领域，一种称为Reef Check（珊瑚礁检查）的调查方法被作为全球通用框架使用。在水下拉起一定长度的样线（断面），沿线清点指标生物的数量，并记录珊瑚覆盖率。由于步骤已统一编入手册，只要会潜水，即便不是专家也能取得可比对的数据。

日本水产厅的资料同样将Reef Check定位为及早捕捉珊瑚礁变化的日常监测活动，并说明其由当地渔业协同组合、市町村、基金会与民间团体协作实施。白化何时发生、发生在何处、程度如何——其中许多记录，正是由这些现场的眼睛留存下来的。

漂流垃圾——用全球通用的数据卡去「清点」

在海洋垃圾领域，一般社团法人JEAN自1990年起在日本推行的国际海岸清洁行动（ICC）是公民科学的典型案例。ICC的特点在于并非只是捡拾，而是使用全球通用的数据卡，把捡到的垃圾按类别清点并记录。

「多少个塑料瓶」「多少个烟蒂滤嘴」「多少件渔具」——这样分类清点，就能推测垃圾来自何处，也让讨论从「好像很多」转变为「这一品类格外突出」。多做「清点」这一步，就把清扫变成了政策建言。关于现场的具体做法，可参阅海岸清扫与漂流垃圾的实态。

滩涂同样是公众调查活跃的场所。它只在退潮的数小时间显露，且栖息着许多别处没有的生物，因此当地观察团体的作用尤为重要。关于滩涂当下的处境，详见滩涂的保全与再生。

汇集的数据，由谁、以何种方式使用

参与公民科学的人最想知道的，大概是「我的记录最后究竟怎么样了」。这一点若始终模糊，参与就难以持续。下面就来追踪数据真正的去向。

①红色名录与保护的优先顺序

要判定某个物种为「濒危」，需要何处有多少个体、数量在增加还是减少这样的分布与趋势数据。用于该判定的基础信息，很大一部分正是从监测点1000、自然环境保全基础调查以及各地的观察记录中积累而来。监测点1000第四期报告所显示的麻雀与云雀的减少趋势，也只有依托这样的长期记录才能得出。

反过来说，没有记录的地方不会被判为「没有」，而是被视为「不明」。无人调查过的地区，其生物即便濒临危机也无法进入评估视野。公众记录填补空白区域的意义，正在于此。

②国家生物多样性战略2023-2030与30by30

日本于2023年3月经内阁会议决定通过国家生物多样性战略2023-2030，提出到2030年实现「自然向好（Nature Positive／自然再兴）」的目标。其支柱之一便是30by30——到2030年将陆地与海洋的30%以上有效保全为健康生态系统的国际目标。

由于日本仅靠既有的国立公园与保护区面积不足，认定由民间管理的土地的「自然共生站点」（OECM）便承担起补充作用。此时被追问的，是「那个地方是否真的存在值得守护的自然」这一证据，而这份证据的一部分，正来自当地的观察记录。该战略本身也提出，为推进有效的生物多样性保全、健全的政策制定与决策、以及促进公众参与，要培养承担数据发布与运用的人才并提供相应工具。

③在地方政府、企业与教育现场

这不只是国家层面的事。地方政府把观察数据作为绿地规划与环境影响评价的基础信息加以参考，企业则收集数据以展示自有厂区或业务用地的自然价值。Biome所积累的逾900万条观察数据被用于掌握外来物种入侵状况、推进城市建设与环境教育，就是一例。

公民科学的弱点，以及如何克服

公民科学并非万能。与其他一切研究方法一样，它也有固有的局限与偏差。恰恰是因为坦诚地正视这些弱点并发展出校正技术，公民科学数据才得以真正用于研究。

①向「人容易到达的地方」倾斜

最大的问题是采样偏差（样本偏倚）。公众的观察记录集中在车站附近、公园、知名观察点以及周末白天。深山谷地、深夜的滩涂、工作日的雨天则极度稀薄。其结果是，记录的分布可能反映的并非「生物的分布」，而是「人的行为分布」。

另外，公众提交的基本上都是「见到了」这类存在数据，而「找过但没找到」的不存在数据几乎收集不到。要推定分布，本来两者都不可或缺。在保全生态学领域，围绕公众调查所得的仅存在数据，如何选取应对偏差的伪不存在数据、如何评价推定精度，长期以来都是被讨论的研究课题。

应对之策包括统计校正（推定观察努力量以抵消偏差），以及同样重要的预先指定调查地点与调查日期的设计。全国鸟类繁殖分布调查把调查线路分配到20公里网格，监测点1000固定观测点位，正是为了规避这种倾斜。

②如何减少误鉴定

依据照片判定物种的AI并非万能。形态相近的近缘种、幼体、受损个体都会导致误判。各平台对此采取的做法是多人确认（社区鉴定）加上可靠度分级。iNaturalist设置「研究级」这一类别，只把多位用户鉴定一致的记录作为科研数据提供给GBIF，便是典型代表。

参与者一方也有可为之处：即便不知道物种名，也要把照片拍好留存。拍下整体、侧面以及具有特征的部位（贝类拍壳口，螃蟹拍螯足，植物拍叶序），之后专家便能作出判定。反之，若把含糊的猜测当作定论登记上去，日后就很难更正。「不知道」远比错误的断定更有价值。

③坚持下去的难度

持续二十年、三十年的长期监测，面临参与者高龄化与后继乏人的现实问题。地方观察团体的骨干成员一旦退出，该调查点的数据就会戛然中断。长期数据的价值恰在于「未曾中断」，因此这一点相当严峻。

为此，近年来越来越多的项目采用双层结构设计：一层是借助应用轻松参与的人群，另一层是守住定点的资深调查员。全国沙滩行动之所以引入Biome，正是着眼于此——既拓宽面向年轻一代与亲子家庭的入口，又把积累的数据接入非营利组织的专业解析。

气象厅放手的观测，由公众接了下来

有一件发生在日本的事，清楚地表明公民科学并非「有了更好」，而是「没有就会失去」的东西：生物季节观测的缩减，以及其后的重建。

2021年，动物观测全部停止

日本气象厅长期以来在全国各气象台开展生物季节观测，如樱花开花、日本树莺初鸣等。用生物来度量季节推移的这项观测，以统一方法积累了半个多世纪，是在全球范围内也极为宝贵的气候变化指标数据。

然而，自2021年1月起，动物的季节观测被全部取消，植物观测也大幅缩减至6个种目9个现象。保留下来的只有梅（开花）、樱（开花与满开）、绣球（开花）、芒草（开花）、银杏（黄叶与落叶）、槭树（红叶与落叶）。理由在于城市化推进，使得在气象台周边观察目标生物本身变得困难。

「因城市化而无法观测」这一事实本身，已经说明了环境的变化。但除此之外，它还意味着持续数十年的时间序列将在此中断。对长期数据而言，这是致命的损失。

用公众的眼睛重新接起观测

对此作出回应的，是气象厅、环境省与国立环境研究所的协作。三方启动了面向生物季节观测发展性活用的试行调查，推进有效调查框架的设计与运营课题的梳理。值得注意的是，这项试行调查在收集初鸣等信息时，使用的正是环境省生物多样性中心的「生物记录系统（Ikimono Log）」。国家观测网收缩的那一部分，由参与式的数据平台接了过来。

国立环境研究所以「与公民调查员协作的生物季节监测」为名在全国招募调查员，日本自然保护协会也在会员协助下恢复了观测。也就是说，原本由气象台工作人员承担的观测，被全国的公众分担着接续了下来。

从今天开始参与——按目的划分的入门指南

读到这里若动了「要不要试试」的念头，入口其实比你想的更近。下面按目的整理。

先从一张照片开始——最轻的入口

装一个应用，把散步途中发现的生物拍下来，这样就完成了。不知道物种名也没关系，AI会给出候选，其他用户也会协助鉴定。哪怕一天一条，坚持一年就是365条——而且它们来自你的生活圈，那正是研究者几乎不会造访的地方。

如果有机会去海边，尤其推荐潮池。狭小的范围内聚集着惊人多样的生物，蹲下来看十分钟，就能记录到好几个物种。

和家人、在学校一起参与

和孩子一起时，沙滩的贝壳调查与垃圾清点调查都很合适。「捡」「数」「分类」这几个动作本身就是调查，成果一目了然。作为暑假自由研究，哪怕只把本地海岸记录一个季节，也是一份像样的公民科学。了解「里海」这一理念——日本沿岸因人的参与而保持丰饶的历史——之后再去走，看到的风景会不一样。

深度参与——拥有自己的定点

想更进一步的人，最稳妥的方式是参加当地非营利组织或自然保护团体开展的定点调查。监测点1000的各个站点由全国各地的团体负责，有时会招募调查员；像全国鸟类繁殖分布调查这样的大型调查，在实施年份也会广泛招募志愿者。每年都去同一个地方——正是这一简单的行为，产出价值最高的数据。

让记录成为「被使用的数据」的五个要点

1. 打开位置信息：没有位置的记录无法作为分布数据使用。拍摄时请确认GPS已启用
2. 不知道物种也要投稿：以「不明」提交，自会有人替你鉴定。诚实的「不明」比含糊的断定更有价值
3. 从能拍出特征的角度多拍几张：整体、侧面、特征部位。留下足够让专家日后判定的信息
4. 越是常见的物种越要记录：普通物种的增减才是环境变化的指标。麻雀的减少，也正是从平凡记录的累积中显现的
5. 反复记录同一个地方：十年份的平凡记录，远比一次珍稀记录更能说明问题

「参与式科学」所开启的未来

公民科学的价值不只在于数据的积累。其长远意义恰恰在于：亲手做过记录的人，会变得能够察觉那个地方的变化。贝的种类比去年少了，出现了去年没见过的南方鱼种——这样的察觉，仅靠看数字是不会产生的。

而且，拥有记录的人，就获得了就那个地方发言的底气。当海岸开发计划浮出水面时，「有十年的观察记录」这一事实，远比「以前生物更多」的记忆更有力量。公民科学既是对科学的贡献，同时也是获得谈论自身环境之语言的方法。