Цифровые инструменты для сохранения морских и пресноводных экосистем
Цифровая революция и эпоха больших данных открывают новые возможности для исследований. Подходы культуромика (culturomics) и iEcology могут стать ценными источниками информации для экологических исследований, управления природоохранной деятельностью и формирования политики. Международная команда под руководством Биологического центра Чешской академии наук оценила возможности и проблемы применения этих инструментов в исследованиях водных экосистем.
Пресноводные и прибрежные морские среды обитания находятся под серьёзной угрозой из-за деятельности человека: потери мест обитания, строительства плотин, инвазивных видов, загрязнения, изменения климата и перелова. Исследования в водной среде сложнее наземных из-за логистических трудностей, низкой видимости и обнаруживаемости организмов в воде.
Текущих исследований и мониторинга недостаточно, чтобы успевать за быстрыми изменениями. «Ещё более сложная задача — проведение качественных социальных исследований для понимания ценностей, отношения, поведения и знаний людей в отношении водной среды, что необходимо для эффективного управления и сохранения», — отмечает профессор Кейт Шеррен, соавтор исследования.
Как указано в статье в журнале PLOS Biology, решением могут стать культуромика и iEcology — новые области, основанные на анализе онлайн-данных. Культуромика изучает взаимодействие человека и природы через анализ цифровых данных. iEcology фокусируется на экологических закономерностях и процессах на основе цифровых данных, изначально созданных для других целей. «Эти области, по сути, "добывают" цифровые данные, генерируемые людьми в повседневной жизни. Это даёт нам новое понимание водных систем при низкой стоимости сбора и высоком пространственно-временном разрешении», — объясняет Рикардо Коррея, соавтор исследования.
«Культуромика и iEcology в основном применялись в наземной сфере, а их потенциал для морских и пресноводных экосистем ещё предстоит полностью изучить», — говорит ведущий автор Иван Ярич. Целью работы было обосновать расширение таких приложений на водную среду, обсудить их потенциал, а также связанные с ними проблемы и ограничения.
Исследование выделило шесть ключевых областей, где эти инструменты могут оказать наибольшее влияние:
- Управление охраняемыми территориями.
- Рыболовство.
- Идентификация видов-флагманов.
- Обнаружение и распространение угрожаемых, редких и чужеродных видов.
- Оценка состояния экосистем и антропогенных воздействий.
- Оценка социального воздействия.
Использование этих методов для водных исследований сталкивается с проблемами. «Цифровые данные могут зависеть от культурных, политических и социально-экономических факторов и быть смещёнными в сторону более активных пользователей и конкретных социальных групп», — отмечает Андреа Сориано-Редондо, соавтор. «Кроме того, неравномерное покрытие интернетом и его пользователями ещё более выражено в водной сфере. Как правило, охват данных уменьшается с удалением от берега и увеличением глубины, концентрируясь в основном вокруг городских и рекреационных зон».
Авторы подчеркивают необходимость соблюдения этических норм: защиты конфиденциальной информации людей и ограничения доступа к точным данным о местонахождении редких и исчезающих видов, которые могут быть использованы для браконьерства.
Тем не менее, при осознании потенциальных искажений, культуромика и iEcology готовы к быстрому развитию как недорогие исследовательские подходы. «Их применение для водных экосистем будет расширяться благодаря новым технологиям: автоматическому веб-краулингу и обработке данных, машинному обучению, автоматической идентификации видов, приложениям и экоакустике», — говорит Ури Ролл, соавтор. «В конечном итоге мы представляем себе глобальную цифровую обсерваторию Земли — онлайн-платформу для непрерывного сбора и обработки ключевых цифровых данных из множества источников, предоставляющую информацию об изменениях экосистем и взаимодействиях человека и природы почти в реальном времени».
«Водная культуромика и iEcology, вероятно, станут ценным инструментом для мониторинга прогресса в достижении Целей устойчивого развития и Пост-2020 рамочной программы в области биоразнообразия Конвенции о биологическом разнообразии», — заключает Иван Ярич.