_ Hărți dezvoltate cu artificial inteligența confirmă nivelurile scăzute de fosfor în solul amazonian

Deoarece impactul schimbărilor climatice afectează din ce în ce mai mult viața de zi cu zi a rezidenților din mai multe țări, inclusiv din Brazilia, rezistența pădurilor, în special a celor tropicale, cum ar fi Amazonul, a devenit un subiect frecvent de cercetare. Pe lângă studierea diferiților factori care influențează modul în care vegetația reacționează la încălzirea globală, oamenii de știință caută să îmbunătățească modelele de vegetație – instrumente care joacă un rol crucial în înțelegerea și gestionarea ecosistemelor, contribuind la conservarea biodiversității și la dezvoltarea durabilă.

Și tocmai această combinație este descrisă în cercetările publicate în revista Earth System Science Data de un grup asociat cu instituțiile braziliene. Lucrarea a dus la o serie de hărți care descriu mai precis cantitatea diferitelor forme chimice de fosfor din solul Amazonului. „Construite” folosind o nouă metodologie bazată pe inteligența artificială, hărțile confirmă că regiunea are o concentrație foarte scăzută de mineral.

Impactul acestui lucru este că lipsa fosforului afectează ciclul de creștere al speciilor. și poate, de exemplu, împiedica copacii să reacționeze la creșterea dioxidului de carbon asociată cu schimbările climatice.

„Când lucram la modele de vegetație pentru a înțelege comportamentul climatic în Amazon, ne-am dat seama că există anumite informații despre cantitățile de fosfor din sol În mod normal, în metodele anterioare, aceste hărți foloseau doar tipuri de sol [clase] ca predictori ai mineralului tehnică bazată pe învățarea automată din datele existente”, explică João Paulo Darela Filho, care este în prezent cercetător postdoctoral la Universitatea Tehnică din München (Germania).

Darela Filho a început să lucreze la proiect în timpul studiilor sale doctorale. , care s-a încheiat în 2021.

La acea vreme, s-a concentrat pe încorporarea în modelul Caetê a datelor despre ciclurile de nutrienți precum azotul și fosforul, care sunt importante pentru înțelegerea comportamentului creșterii arborilor. Caetê, care înseamnă „pădure virgină” în limba tupi-guarani, este un algoritm capabil să proiecteze viitorul vegetației amazoniene prin prezentarea unor scenarii de transformare a pădurilor.

Primul de acest fel care este exclusiv brazilian, numele său provine de la acronimul CArbon and Ecosystem functional-Trait Evaluation model.

Caetê a fost dezvoltat de o echipă de la Laboratorul de Științe ale Sistemului Pământului de la Universitatea de Stat din Campinas (UNICAMP), coordonat de profesorul David Montenegro Lapola , care este și autorul articolului cu Darela Filho.

„Hărțile produse sub conducerea lui João Darela sunt un pas indispensabil în avansarea înțelegerii noastre asupra modului în care pădurile tropicale, care sunt în general limitate de fosfor, vor reacționa. la schimbările climatice și la alte tulburări umane”, a declarat Lapola pentru Agência FAPESP.

Cercetătorii au folosit date din 108 situri din Amazon. Ei au folosit o abordare bazată pe modele aleatorii de regresie forestieră care au fost antrenate și testate pentru a prezice diferite forme de fosfor - total, disponibil, organic, anorganic și oclus (când este legat de alte substanțe). Ei au folosit, de asemenea, informații din tipurile de sol de referință și alte proprietăți, cum ar fi localizarea geografică, nivelurile de azot și carbon, altitudinea și panta terenului, pH-ul solului, precipitațiile medii anuale și temperatura.

Modelele de regresie forestieră au arătat o acuratețe medie. niveluri de peste 64%, în funcție de forma fosforului. Pentru mineralul total, precizia a ajuns la 77,3%.

Rezultatele cercetării au arătat că concentrația medie de fosfor total găsită în setul de date analizat a fost de 284,13 miligrame per kilogram de sol (mg kg−1). Această cantitate este considerată scăzută în comparație cu media globală - 570 mg kg-1. Analizând hărțile, s-a constatat că siturile cele mai bogate în fosfor sunt situate la granița dintre Anzi și Amazon, spre deosebire de cele mai vechi soluri din câmpiile amazoniene, situate în regiunea de est.

Oamenii de știință cred că noile hărți ar putea fi utile pentru parametrizarea și evaluarea modelelor de ecosistem terestru și chiar ar putea oferi răspunsuri despre relația dintre sol și vegetație din regiunea Amazonului.

„Învățare automată, cu utilizarea de inteligența artificială, va fi din ce în ce mai aplicată în știință, în special pentru proiecțiile viitoare, hărțile noastre pot fi folosite de alți cercetători pentru a înțelege cum va răspunde Amazonul la schimbările climatice”, adaugă Darela Filho.

Un studiu internațional condus. de o echipă care includea Lapola și prezentată pe coperta numărului din februarie a revistei Nature a arătat că aproape jumătate din Amazon se îndreaptă către un punct fără întoarcere până în 2050, ceea ce înseamnă că pădurea își va pierde probabil rezistența la secete extreme și defrișări.

Acest studiu a estimat că între 10% și 47% din zonele regiunii vor fi expuse la perturbări și amenințări care ar putea declanșa tranziții „neașteptate” în ecosisteme și ar putea exacerba schimbările climatice regionale. Defrișările acumulate, încălzirea globală, cantitatea anuală de precipitații din biom, intensitatea sezonului ploios și durata sezonului uscat au fost considerate situații stresante. Riscul este conversia biomului în zone de savană care nu pot îndeplini rolul de captare a carbonului.

(Fluierul)