Штучний інтелект та стале сільське господарство для захисту Мар Менор

  • CSIC створила цифрову карту Мар-Менор за допомогою штучного інтелекту та супутника Sentinel-2, проаналізувавши зміни якості води за десятиліття.
  • У дослідженні Рамбла-дель-Альбухон визначена як одна з найбільш деградованих територій і лагуна поділена на три окремі екологічні зони.
  • Дослідження виявляє новий стан екологічної рівноваги, стабільний, але без ознак відновлення екосистеми.
  • Проект NewAgro Mar Menor сприяє впровадженню більш сталих сільськогосподарських практик у басейні, щоб зменшити тиск на лагуну.

Загальний вигляд Мар Менор

El Мар Менор перетворився на справжню лабораторію просто неба де наука, технології та сільськогосподарський сектор намагаються разом зупинити багаторічну деградацію навколишнього середовища. Тим часом мешканці залишаються дуже уважними до кольору води та епізодів «Зелений суп»Дослідники дедалі більше вдосконалюють інструменти, за допомогою яких можна вимірювати те, що насправді відбувається в Мурсійській лагуні.

Паралельно, Сільське господарство в навколишньому регіоні намагається адаптуватися до більш сталих моделейз проектами, спрямованими на зменшення стоку поживних речовин та покращення управління зрошенням. На столі стоїть спільне завдання: точно зрозуміти, як змінився Мар-Менор за останнє десятиліття, і що можна зробити з суші та моря, щоб зменшити тиск на найвідомішу прибережну екосистему Іспанії.

Цифрова карта для детального рентгенівського знімання Мар Менор

Іспанська національна дослідницька рада (CSIC) через Інститут морських наук Андалусії (ICMAN-CSIC) розробила методологія, яка поєднує штучний інтелект із зображеннями супутника Sentinel-2 вивчити з великою точністю еволюцію якості води Мар Менор протягом майже десяти років.

Дослідження, опубліковане в журналі Журнал гідрологіїВін спирається на часовий ряд зображень, зроблених між липнем 2015 року та червнем 2024 року. Sentinel-2 пропонує просторова роздільна здатність 10 метрів на піксель, достатньо для відстеження еволюції великих прибережних територій та виявлення відповідних змін у стані лагуни, хоча й без вдавання в деталі дрібних об'єктів, таких як окремі човни.

На основі цих зображень наукова команда відстежувала два ключові показники: хлорофіл-а, що використовується для оцінки кількості присутніх водоростей, та каламутністьщо відображає кількість завислих речовин у воді. Високі рівні обох параметрів часто пов'язані з процеси евтрофікації та втрата кисню, два особливо тривожні явища в Мар-Менор.

Аналіз не обмежувався простим зчитуванням значень, а вдавався до методи машинного навчання без нагляду та передові статистичні методи. Ці інструменти дозволяють нам групувати ділянки лагуни на основі їхньої екологічної поведінки, що дуже корисно для розуміння того, де зосереджені проблеми та як вони розвиваються з часом.

Завдяки такому підходу дослідники змогли створити цифрова карта Мар Менор високої роздільної здатностіКарта чітко визначає найбільш деградовані території та описує їхні екологічні особливості. Таким чином, ця карта стає міцною основою для прийняття рішень керівниками та адміністраціями.

Рамбла-дель-Альбухон та три великі екологічні зони в лагуні

Одним із найвидатніших результатів роботи CSIC є поділ Мар Менор на три великі екологічні зониЦі території визначено відповідно до їхніх характеристик та поведінки протягом останнього десятиліття. Такий тип зонування допомагає розрізнити сектори з різною чутливістю та реакцією на зовнішні впливи.

Серед найбільш проблемних сфер чітко виділяються такі: Рамбла-дель-Альбухон, водотік, що впадає в лагуну між Лос-Алькасаресом та Ель-Альгаром і який утвердився як один з головних пунктів надходження поживних речовин в екосистемуСупутникові знімки та моделі штучного інтелекту сходяться на думці, що ця область є однією з найбільш деградованих.

Дослідження також показує, як ця методологія дозволяє розрізняти сезонні зміни, довгострокові тенденції та конкретні епізодиТаким чином, типова для кожного літа варіація, пов'язана з підвищенням температури, не є тим самим, що прогресуючий дрейф погіршення або раптовий пік, пов'язаний з ізольованою висотною депресією (DANA) або зливовими дощами.

За словами дослідників, які брали участь, зокрема Паола Барба та Ізабель КабальєроВикористання алгоритмів, які групують пікселі зі схожою поведінкою, полегшило виявлення закономірностей, які інакше залишилися б непоміченими. Це дозволило дослідникам побачити, як певні області по-різному реагують на однакові епізоди стресу навколишнього середовища.

Такий рівень деталізації особливо актуальний для планувати заходи з відновлення та спостереженняЦе дозволяє пріоритезувати найбільш чутливі сфери та краще скоригувати наявні ресурси, як технічні, так і економічні.

«Зелені супи», шторм DANA 2019 року та новий екологічний баланс

Аналіз майже десятирічних даних не призводить до статичного знімка, а радше Це безпосередньо пов'язує виявлені аномалії з екстремальними подіями. які позначили новітню історію Мар Менор. Серед них відомі «зелені супи» 2016 та 2017 років, коли розмноження водоростей забарвило воду та різко знизило концентрацію кисню.

Крім того, дослідження пов'язує різкі зміни хлорофілу-а та каламутності з шторм DANA 2019 року та інші наступні погодні явищаЦі події збільшили надходження прісної води, осадових поживних речовин та поживних речовин з водозбору. Ці епізоди суттєво змінили динаміку екосистеми лагуни.

Одним із найвражаючих висновків є те, ідентифікація нового рівноважного стану За словами авторів, в останні роки рівень хлорофілу-а та каламутності, схоже, стабілізувався, що може свідчити про покращення. Однак дослідники чітко висловлюються щодо цього питання: Ця стабільність не означає відновлення Мар Менор..

Швидше, вони припускають, що лагуна мала перейти до інше екологічне функціонуванняде параметри залишаються приблизно на відносно постійних значеннях, але все ще далекі від того, що можна вважати здоровою ситуацією. Іншими словами, система адаптувалася до контексту постійного тиску, не повертаючись до свого початкового стану.

Цей зсув рівноваги, виявлений завдяки поєднанню штучного інтелекту та супутникового спостереження, служить попередженням для навігаторів: Відсутність значних потрясінь у показниках не означає, що проблема вирішена.але накопичений вплив нав'язав нову екологічну «нормальність».

Інструменти для ефективнішого управління Мар Менор

Окрім наукових результатів, методологія, розроблена ICMAN-CSIC, має дуже практичні застосування для управління навколишнім середовищем лагуни та інших європейських прибережних районів, що зазнають подібного тиску.

Перш за все, це дозволяє оптимізувати розташування станцій відбору проб На місцях. Замість рівномірного розподілу датчиків та польових кампаній, менеджери можуть зосередити зусилля на найбільш чутливих або репрезентативних областях, краще регулюючи кількість контрольних точок та їх точне розташування.

Це призводить до зменшення витрат на моніторинг та у підвищенні ефективності доступних ресурсів без втрати аналітичних можливостей. Фактично, зонування з роздільною здатністю 10 метрів забезпечує рівень деталізації, якого важко досягти лише за допомогою традиційного відбору проб.

Крім того, інструменти цього типу пропонують постійна та оновлена ​​інформація про еволюцію екосистемиЦе має вирішальне значення в контексті зміни клімату та дедалі частіших екстремальних погодних явищ. Здатність передбачати або швидко реагувати на новий «зелений суп» або DANA (ізольовану депресію високого рівня) може мати вирішальне значення.

Дослідник Ізабель КабальєроПровідний дослідник наголошує, що цей підхід, заснований на штучному інтелекті та супутниках, може сприяти розробці ефективніші заходи адаптації до глобальних змінІдея полягає в тому, що технології не повинні замінювати польову роботу, а радше доповнювати її та робити розумнішою.

Інноваційне сільське господарство зменшить навантаження на лагуну

Поки наукова спільнота вдосконалює свої моделі відстеження, на суші розгортається ще один ключовий фронт: трансформація сільського господарства в басейні Мар-МенорПроект NewAgro Mar Menor, координований Політехнічним університетом Картахени (UPCT) разом з PROEXPORT, працює саме в цьому напрямку.

Ця ініціатива, що фінансується Фонд біорізноманіття Міністерства екологічного переходу та демографічних викликівВін спрямований на проектування та оцінювання передові агрономічні стратегії що сприяють переходу до більш сталих моделей виробництва в середовищі лагуни.

Проєкт структурований у п'ять взаємопов'язаних робочих блоків, які варіюються від використання датчиків для контролю зрошення до включення корисної флори та вирощування водоростей у сільськогосподарських культурах. Одним з його головних напрямків є інтелектуальний моніторинг зрошувальної води, використовуючи цифрові інструменти для коригування водопостачання та мінімізації втрат і стоку в напрямку Мар Менор.

«НьюАгро» також прагне впровадити розумні пастки для боротьби з лускокрилимиЦе зменшує потребу в інтенсивних фітосанітарних обробках. Крім того, проводяться дослідження щодо Зменшення використання мінерального азоту шляхом застосування біовугілля та комбінований вплив біостимуляторів та органічних добрив на ґрунт і сільськогосподарські культури.

Ще один відповідний розділ – це редизайн сільськогосподарських живоплотів Ці елементи, не лише розділяючи ділянки, діють як рослинні бар'єри, забезпечують притулок для корисної фауни та підтримують екосистемні послуги. Мета полягає в тому, щоб сільськогосподарський ландшафт допомагав пом'якшувати стік поживних речовин та осадових порід у лагуну.

Поширення інформації, гастрономія та зміна поколінь навколо Мар Менор

Проєкт NewAgro Mar Menor не обмежується дослідженнями на ділянках та в лабораторіях. У співпраці з Асоціація сімей та жінок у сільській місцевості (AFAMMER)Він організовує рекреаційні та технічні заходи, щоб наблизити ці інновації до населення та виробничого сектору.

Серед пропозицій виділяється ярмарок у будівлі CIM, на якому компанії та організації, пов'язані з середовищем Мар Менор Вони можуть демонструвати свої продукти, послуги та проекти, пов’язані зі сталим розвитком та інноваціями в сільськогосподарському секторі. Ідея полягає в тому, щоб фермери, сім’ї та відвідувачі на власні очі побачили, як докладаються зусилля для зміни поточної моделі.

Гастрономія також відіграє свою роль, пропонуючи кулінарні демонстрації наживо від шеф-кухарів з регіону Мурсія, таких як Девід Лопес з ресторану Local de EnsayoНа цих заняттях готуються традиційні страви з регіону Кампо-де-Картахена, з акцентом на цінність місцевих продуктів та гастрономічна спадщина регіону.

Для найменших організовано наступне майстер-класи з робототехніки, живопису та сільського господарстваМета полягає в тому, щоб ознайомити нові покоління з такими концепціями, як автоматизація зрошення, біорізноманіття та відповідальне використання ресурсів. Крім того, представлені проекти на [теми для обговорення]. зміна поколінь та роль жінок у сільській місцевості, ключовий аспект для того, щоб зміна моделі була тривалою.

Разом ці ініціативи спрямовані на Захист Мар Менор не слід сприймати лише як технічне чи адміністративне питання.але як колективний проект, який торкається місцевої економіки, гастрономічної культури, освіти та соціальної згуртованості в цьому регіоні.

З поєднанням цифрові карти високої роздільної здатності, штучний інтелект та інноваційне сільське господарствоМар-Менор вступає у фазу, в якій ми набагато краще розуміємо, що відбувається під його поверхнею та які наземні практики можуть змінити ситуацію. Дані вказують на екосистему, баланс якої змістився і яка залишається під тиском, а також на появу інструментів та стратегій, які, якщо застосовувати їх послідовно та скоординовано, можуть допомогти змінити її майбутнє в Іспанії та слугувати моделлю для інших лагун та прибережних районів Європи.

Екологічна ДНК для моніторингу морських екосистем
Пов'язана стаття:
Екологічна ДНК для моніторингу морських екосистем

Додати як пріоритетне джерело