Искусственный интеллект и устойчивое сельское хозяйство для защиты Мар-Менор

  • CSIC создала цифровую карту Мар-Менор с использованием искусственного интеллекта и спутника Sentinel-2, проанализировав изменения качества воды за десятилетие.
  • Исследование определило Рамбла-дель-Альбухон как один из наиболее деградированных районов и разделило лагуну на три отдельные экологические зоны.
  • Исследование выявило новое состояние экологического равновесия, стабильное, но не свидетельствующее о восстановлении экосистемы.
  • Проект NewAgro Mar Menor способствует внедрению более устойчивых методов ведения сельского хозяйства в бассейне реки с целью снижения нагрузки на лагуну.

Общий вид Мар Менора

El Мар Менор превратился в настоящую лабораторию под открытым небом. где наука, технологии и сельскохозяйственный сектор пытаются объединить усилия, чтобы остановить многолетнюю деградацию окружающей среды. Тем временем жители по-прежнему очень внимательно следят за цветом воды и эпизодами «зеленый суп»Исследователи все чаще совершенствуют инструменты, позволяющие измерять реальные процессы, происходящие в Мурсийской лагуне.

В параллели, Сельское хозяйство в этом регионе пытается адаптироваться к более устойчивым моделям ведения сельского хозяйства.В числе проектов, направленных на сокращение стока питательных веществ и улучшение управления ирригацией. Общая задача: точно понять, как изменился Мар-Менор за последнее десятилетие и что можно сделать, как на суше, так и на море, чтобы снизить нагрузку на самую известную прибрежную экосистему Испании.

Цифровая карта для получения очень подробных рентгеновских снимков Мар-Менор.

Испанский национальный исследовательский совет (CSIC) через Институт морских наук Андалусии (ICMAN-CSIC) разработал методология, которая сочетает искусственный интеллект с изображениями со спутника Sentinel-2. с высокой точностью изучить динамику изменения качества воды в Мар-Менор на протяжении почти десяти лет.

Исследование, опубликованное в журнале Журнал гидрологииОн основан на серии снимков, сделанных в период с июля 2015 года по июнь 2024 года. Sentinel-2 предлагает пространственное разрешение 10 метров на пиксельдостаточная для отслеживания эволюции крупных прибрежных зон и выявления существенных изменений в состоянии лагуны, хотя и без детального анализа мелких объектов, таких как отдельные лодки.

На основе этих изображений научная группа отслеживала два ключевых показателя: хлорофилл-аиспользуется для оценки количества присутствующих водорослей, и мутностькоторый отражает количество взвешенных частиц в воде. Высокие значения обоих параметров часто связаны с процессы эвтрофикации и потеря кислородадва особенно тревожных явления в Мар-Меноре.

Анализ не ограничился простым считыванием значений, а также включал в себя... методы машинного обучения без учителя а также передовые статистические методы. Эти инструменты позволяют группировать участки лагуны на основе их экологического поведения, что очень полезно для понимания того, где сосредоточены проблемы и как они развиваются с течением времени.

Благодаря такому подходу исследователи смогли создать цифровая карта Мар Менор высокого разрешенияНа карте четко обозначены наиболее деградированные территории и описаны их экологические особенности. Таким образом, эта карта становится надежной основой для принятия решений руководителями и административными органами.

Рамбла-дель-Альбухон и три крупные природоохранные зоны в лагуне.

Одним из наиболее выдающихся результатов работы CSIC является разделение Мар-Менор на три большие экологические зоныЭти зоны определяются в соответствии с их характеристиками и поведением за последнее десятилетие. Такой тип зонирования помогает дифференцировать секторы с различной чувствительностью и реакцией на внешние воздействия.

Среди наиболее проблемных областей особенно выделяются следующие: Рамбла дель Альбухон, водоток, впадающий в лагуну между Лос-Алькасаресом и Эль-Альгаром, который стал известен как один из основных путей проникновения питательных веществ в экосистемуСпутниковые снимки и модели искусственного интеллекта сходятся во мнении, что этот район является одним из наиболее деградированных.

Исследование также показывает, как эта методология позволяет различать сезонные изменения, долгосрочные тенденции и конкретные эпизоды.Таким образом, типичные для каждого лета колебания, связанные с повышением температуры, не то же самое, что прогрессирующее ухудшение ситуации или внезапный пик, связанный с изолированным антициклоном высокого уровня (ДАНА) или проливными дождями.

Согласно данным участвующих исследователей, в том числе: Паола Барба и Изабель КабальероИспользование алгоритмов, группирующих пиксели со схожим поведением, упростило выявление закономерностей, которые в противном случае остались бы незамеченными. Это позволило исследователям увидеть, как определенные области по-разному реагируют на одни и те же эпизоды экологического стресса.

Такой уровень детализации особенно важен для план действий по восстановлению и наблюдениюЭто позволяет расставить приоритеты в наиболее чувствительных областях и более эффективно скорректировать имеющиеся ресурсы, как технические, так и экономические.

«Зеленые супы», шторм DANA 2019 года и новое экологическое равновесие

Анализ данных за почти десять лет не дает статичного снимка, а скорее... Это напрямую связывает обнаруженные аномалии с экстремальными событиями. которые оставили свой след в недавней истории Мар-Менор. Среди них – хорошо известные «зеленые супы» 2016 и 2017 годов, когда разрастание водорослей окрасило воду и резко снизило концентрацию кислорода.

Кроме того, исследование связывает резкие изменения содержания хлорофилла-а и мутности с шторм DANA 2019 года и другие последующие погодные явленияЭти события привели к увеличению притока пресной воды, наносов и питательных веществ из водосборного бассейна. Эти эпизоды существенно изменили динамику экосистемы лагуны.

Одним из наиболее поразительных результатов является следующее: идентификация нового состояния равновесия По мнению авторов, в последние годы уровни хлорофилла-а и мутности, по-видимому, стабилизировались, что может свидетельствовать об улучшении ситуации. Однако исследователи четко заявляют следующее: Эта стабильность не означает восстановления Мар-Менор..

Скорее, они предполагают, что лагуна перешла бы в... иное экологическое функционированиегде параметры остаются относительно постоянными, но все еще далеки от того, что можно было бы считать здоровой ситуацией. Другими словами, система адаптировалась к условиям постоянного давления, не вернувшись в исходное состояние.

Это изменение равновесия, обнаруженное благодаря сочетанию искусственного интеллекта и спутниковых наблюдений, служит предупреждением для мореплавателей: Отсутствие существенных шоков в показателях не означает, что проблема решена.Однако накопленные последствия навязали новую экологическую «норму».

Инструменты для более эффективного управления Мар Менором

Помимо научных результатов, разработанная ICMAN-CSIC методология имеет следующие особенности: очень практичные применения в области управления окружающей средой лагуны и других европейских прибрежных районов, подверженных аналогичному воздействию.

Прежде всего, это позволяет оптимизировать расположение станций отбора проб На местах. Вместо равномерного распределения датчиков и полевых работ руководители могут сосредоточить усилия на наиболее чувствительных или репрезентативных районах, более точно регулируя количество контрольных точек и их точное местоположение.

Это приводит к снижение затрат на мониторинг и в большей эффективности использования имеющихся ресурсов без потери аналитических возможностей. Фактически, зонирование с разрешением 10 метров обеспечивает уровень детализации, которого трудно достичь только с помощью традиционного отбора проб.

Кроме того, инструменты этого типа предлагают непрерывная и актуальная информация об эволюции экосистемыЭто крайне важно в контексте изменения климата и участившихся экстремальных погодных явлений. Способность предвидеть или быстро реагировать на новые «зеленые кучи» или DANA (изолированные высотные циклоны) может иметь решающее значение.

Исследователь Исабель КабальероВедущий исследователь подчеркивает, что этот подход, основанный на искусственном интеллекте и спутниках, может внести вклад в проектирование. более эффективные меры адаптации к глобальным изменениямИдея заключается в том, что технологии не должны заменять полевую работу, а скорее дополнять ее и делать более эффективной.

Инновационные методы ведения сельского хозяйства для снижения нагрузки на лагуну.

Пока научное сообщество совершенствует свои модели слежения, на суше разворачивается еще один важный фронт: трансформация сельского хозяйства в бассейне реки Мар-МенорПроект NewAgro Mar Menor, координируемый Политехническим университетом Картахены (UPCT) совместно с PROEXPORT, работает именно в этом направлении.

Эта инициатива, финансируемая Фонд биоразнообразия Министерства экологического перехода и демографических проблемОн ориентирован на проектирование и оценку передовые агрономические стратегии которые способствуют переходу к более устойчивым моделям производства в лагунной среде.

Проект структурирован следующим образом: пять взаимосвязанных рабочих блоковкоторые варьируются от использования датчиков для мониторинга орошения до включения в рацион полезной флоры и т.д. Выращивание морских водорослей в сельскохозяйственных культурах. Одно из его основных направлений — это интеллектуальный мониторинг поливной водыс использованием цифровых инструментов для регулирования подачи воды и минимизации потерь и стока в сторону Мар-Менор.

Компания NewAgro также привержена реализации «Умные» ловушки для борьбы с чешуекрылымиЭто снижает потребность в интенсивной фитосанитарной обработке. Кроме того, проводятся исследования по... Снижение потребления минерального азота за счет применения биоугля. а также совокупное воздействие биостимуляторов и органических удобрений на почву и сельскохозяйственные культуры.

Ещё один важный раздел — это перепроектирование сельскохозяйственных изгородей Эти элементы, помимо простого разделения участков, действуют как растительные барьеры, обеспечивают убежище для полезной фауны и поддерживают экосистемные услуги. Все это направлено на то, чтобы сельскохозяйственный ландшафт способствовал смягчению потока питательных веществ и наносов в лагуну.

Распространение информации, гастрономия и смена поколений вокруг Мар-Менор

Проект NewAgro Mar Menor не ограничивается исследованиями на опытных участках и в лабораториях. В сотрудничестве с Ассоциация семей и женщин в сельской местности (AFAMMER)Организация проводит развлекательные и технические мероприятия, чтобы приблизить эти инновации к населению и производственному сектору.

Среди предложений выделяется выставка в здании CIM, на которой компании и организации, связанные с окружающей средой Мар-Менор Они могут продемонстрировать свою продукцию, услуги и проекты, связанные с устойчивым развитием и инновациями в сельскохозяйственном секторе. Идея заключается в том, чтобы фермеры, их семьи и посетители могли воочию увидеть, как предпринимаются усилия по изменению существующей модели.

Гастрономия также играет свою роль, включая демонстрации приготовления блюд в прямом эфире от шеф-поваров из региона Мурсия, например: Дэвид Лопес из ресторана Local de Ensayo.На этих занятиях готовят традиционные блюда региона Кампо-де-Картахена, уделяя особое внимание... ценность местной продукции и гастрономическое наследие региона.

Для самых маленьких организовано следующее. мастерские по робототехнике, живописи и сельскому хозяйствуЦель – ознакомить новые поколения с такими понятиями, как автоматизация орошения, биоразнообразие и ответственное использование ресурсов. Кроме того, представлены проекты по [темы для обсуждения]. Смена поколений и роль женщин в сельской местностиЭто ключевой аспект для того, чтобы изменения в модели были долгосрочными.

В совокупности эти инициативы направлены на то, чтобы Охрану Мар-Менора не следует рассматривать исключительно как технический или административный вопрос.но как коллективный проект, затрагивающий местную экономику, гастрономическую культуру, образование и социальную сплоченность в этом регионе.

С комбинацией Цифровые карты высокого разрешения, искусственный интеллект и инновационное сельское хозяйствоМорской заповедник Мар-Менор вступает в фазу, когда мы гораздо лучше понимаем, что происходит под его поверхностью и какие методы землепользования могут изменить ситуацию. Данные указывают на то, что баланс экосистемы нарушен и она по-прежнему находится под давлением, но также и на появление инструментов и стратегий, которые, при последовательном и скоординированном применении, могут помочь изменить его будущее в Испании и послужить моделью для других лагун и прибрежных районов Европы.

Экологическая ДНК для мониторинга морских экосистем
Теме статьи:
Экологическая ДНК для мониторинга морских экосистем

Добавить в качестве предпочтительного источника