NASA создает инновационные способы изучения биоразнообразия
Популяция желтоклювой кукушки в восточной части США сокращается из-за урбанизации, волн жары и других факторов. Ее история не уникальна. Для изучения изменений в биоразнообразии Земли ученые фиксируют наблюдения в полевых условиях, а датчики на спутниках и самолетах ведут мониторинг на глобальном уровне.
NASA финансирует четыре проекта по созданию виртуальных порталов, которые аккумулируют эту информацию, чтобы помочь ученым и лицам, принимающим решения, отслеживать состояние наземных экосистем.
"Здоровые экосистемы и богатое биоразнообразие — основа жизни на Земле", — говорит Лаура Роджерс из Исследовательского центра Лэнгли NASA.
Где находятся растения и животные?
Map of Life — это интерактивная база данных, отслеживающая млекопитающих, птиц, рептилий, земноводных и некоторые виды растений по всему миру. Она также прогнозирует будущие ареалы обитания видов.
Инструмент интегрирует спутниковые снимки (например, с Landsat и MODIS), музейные записи и данные гражданских ученых. "Эти спутники предоставляют глобальные данные, которые мы можем объединить с исходными данными о встречаемости видов", — говорит руководитель проекта Уолтер Йетц из Йельского университета.
Проект помогает природоохранным организациям, таким как The Nature Conservancy, принимать обоснованные решения. "Карты ареалов Map of Life бесценны", — отмечает Дженнифер Макгоуэн.
Также существует мобильное приложение Map of Life, содержащее информацию о более чем 30 000 видов и позволяющее пользователям записывать свои наблюдения.
Как сообщества видов страдают от изменения климата?
Исследователи из Университета Дьюка создают инструмент Predicting Biodiversity with a Generalized Joint Attribution Model (PBGJAM). Он объединяет спутниковые, аэро- и наземные данные, а также климатические прогнозы, чтобы отслеживать, как изменение климата влияет на виды и их сообщества.
"Нам нужно учитывать, кто с кем соседствует, чтобы понять более масштабные последствия", — говорит со-руководитель проекта Дженнифер Свенсон. Например, если карманные мыши не переживут засуху, найдут ли их хищники другую пищу?
Модель учитывает количество видов в регионе и количество подходящих для них местообитаний, прогнозируя будущие изменения и взаимное влияние видов при их перемещении.
PBGJAM предоставляет веб-интерфейс, упрощающий доступ к данным для ученых и лиц, принимающих решения.
Когда все зацветет?
Advanced Phenological Information System (APIS) фокусируется на фенологии — изучении сезонных явлений, таких как распускание листьев и цветение.
Система объединяет миллионы полевых наблюдений, данные с камер PhenoCam и спутников (MODIS), а также информацию от Сети фенологии США (U.S.-NPN) и NEON.
"APIS предоставляет более полную информацию на большей территории и в разных масштабах", — говорит со-руководитель проекта Джефф Моризетт. Система помогает изучать, как угрожаемые и инвазивные виды реагируют на изменения температуры и осадков.
APIS также используется для создания карт наступления весны и изучения долгосрочных тенденций.
Что говорят нам цвета растений?
Чтобы обеспечить другие проекты надежными данными о растениях, команда под руководством Фила Таунсенда создала Ecological Spectral Information System (EcoSIS).
Спектральные данные (характер отражения света листьями) являются индикатором здоровья растительности и биоразнообразия. EcoSIS — это единый портал для работы со спектральными данными с воздушных, спутниковых и наземных сенсоров.
На основе EcoSIS разрабатывается прототип Geospatial Spectroscopy Processing Environment on the Cloud (GeoSPEC), который упрощает доступ и использование спектральной информации, работая в облачной среде.
Следующие шаги
Эти проекты финансируются программой NASA Advanced Information Systems Technology (AIST), которая направлена на повышение доступности научных данных и создание новых информационных продуктов.
"По мере изменения климата виды и их сообщества должны либо адаптироваться, либо мигрировать", — говорит Лаура Роджерс. Проекты AIST помогают предсказывать и отслеживать эти процессы.