Данные смартфонов помогут создать глобальные карты растительности

Растительность и климат взаимозависимы. Рост растений зависит от климата, но климат, в свою очередь, сильно зависит от растений, например, от леса, который испаряет много воды.

Для точных прогнозов развития живого мира необходимы обширные данные о характеристиках растительности в разных точках: размере листовой поверхности, свойствах тканей, высоте растений. Однако такие данные обычно собираются вручную учёными, что трудоёмко и занимает много времени. В результате глобальные данные о признаках растений очень скудны и охватывают лишь отдельные регионы.

База данных TRY, управляемая iDiv и Институтом биогеохимии Макса Планка в Йене, содержит такие данные для почти 280 000 видов растений и является одной из самых полных в мире. До сих пор глобальные карты признаков растений создавались путём экстраполяции этих географически ограниченных данных, но такие карты недостаточно надёжны.

Чтобы заполнить пробелы, исследователи из Лейпцига использовали другой подход. Вместо географической экстраполяции данных из TRY они связали их с обширным массивом данных гражданского научного проекта iNaturalist.

Пользователи приложения iNaturalist делятся наблюдениями за природой, указывая вид, загружая фото и геолокацию. Только для наземных растений таким образом собрано более 19 миллионов точек данных по всему миру. Эти данные также попадают в крупнейшую в мире базу данных о биоразнообразии — Global Biodiversity Information Facility (GBIF), которая открыта для публики и служит важным ресурсом для исследований.

Чтобы проверить точность карт, основанных на комбинации данных iNaturalist и TRY, их сравнили с оценками на основе платформы sPlotOpen iDiv — крупнейшего в мире архива данных о растительных сообществах. Он содержит почти 2 миллиона наборов данных с полными списками видов растений на изученных профессиональными учёными участках (площадках) и также дополнен данными о признаках из TRY.

Вывод: Новая карта на основе iNaturalist соответствовала данным sPlotOpen значительно лучше, чем предыдущие продукты на основе экстраполяции. «То, что новые карты, основанные на данных гражданской науки, оказались даже точнее экстраполяций, было и удивительно, и впечатляюще, — говорит первый автор Софи Вольф, докторант Лейпцигского университета. — Особенно учитывая, что iNaturalist и наш эталон sPlotOpen очень различаются по структуре».

«Наше исследование убедительно демонстрирует потенциал добровольных данных для науки, — говорит последний автор, доктор Тейя Каттенборн из Лейпцигского университета и iDiv. — Обнадеживает возможность всё больше использовать синергию между объединёнными данными тысяч граждан и профессиональных учёных».

«Эта работа — результат инициативы Национальной исследовательской инфраструктуры данных для исследований биоразнообразия (NFDI4Biodiversity), с которой мы продвигаем смену культуры в сторону открытого предоставления данных, — говорит соавтор профессор Мигель Махеча, руководитель рабочей группы по методам дистанционного зондирования в Лейпцигском университете и iDiv. — Свободная доступность данных является абсолютным prerequisite для лучшего понимания нашей планеты».

Исследование опубликовано в Nature Ecology & Evolution.