8:42 пп - Вторник Апрель 13

Глобальная цифровая обсерватория Земли: изучение потенциала культуромики и иэкологии для сохранения водных ресурсов





Сетевые изображения, видео и аудио мира природы используются защитниками природы для отслеживания изменений в глобальных экосистемах. Изображение: Синди Шелби | Flickr Creative Commons

Мир природы никогда не документировался так подробно, как сегодня, не только в научных исследованиях, но и в публичном использовании цифровых технологий, чтобы запечатлеть и поделиться своей повседневной жизнью. По мнению авторов новой статьи в журнале, фотографии, видео и аудиозаписи природы, опубликованные в социальных сетях и на других онлайн-платформах, могут предоставить ценные ресурсы «больших данных» для сохранения водных ресурсов.

«Это виды данных, которые производятся. как побочный продукт нашей повседневной жизни. Чье-то онлайн-видео о сноркелинге могло бы помочь экологам понять, какие виды рифов присутствуют, или поведение рекреационных пользователей по отношению к особо чувствительным видам », — объясняет профессор Кейт Шеррен, соавтор исследования из Университета Далхаузи, Канада.

Культуромика и iEcology: новые области цифровых исследований для сохранения

Как предполагает профессор Шеррен, анализ повседневной общественной документации об окружающей среде может дать исследователям представление как о моделях и тенденциях биоразнообразия, так и о взаимодействиях человека и природы. Эта идея уже начала набирать обороты в области сохранения суши, сосредоточенной вокруг двух ключевых новых исследовательских областей: культуромики и iEcology.

«Обе области исследований возникают из новых возможностей, предоставляемых постоянно растущим охватом Интернета — более половины в наши дни люди имеют доступ к Интернету и широкое участие в цифровых платформах, таких как социальные сети », — говорит соавтор доктор Рикардо Коррейя из Хельсинкского университета, Финляндия. «Они разделяют схожие подходы и методы, но культуромика фокусируется на изучении взаимодействия человека с природой, тогда как iEcology фокусируется на извлечении информации о природе».

«Культуромика сохранения сосредоточена на взаимодействии человека с природой, особенно связанных с проблемами сохранения — например, социальных восприятие, отношение, ценности и поддержка природоохранных мер, а также такие темы, как культурные экосистемные услуги, туризм, торговля дикими животными и любительское рыболовство. iEcology сосредоточена на экологических вопросах, включая распространение видов, динамику популяций, поведенческие исследования и экосистемные процессы », — объясняет ведущий автор доктор Иван Ярич из Биологического центра Чешской академии наук. «Основное преимущество этих подходов состоит в том, что они основаны на огромном количестве доступных данных, которые уже доступны для исследований, и позволяют проводить как локальные, так и глобальные исследования с очень низкими исследовательскими затратами».

Размышляя об увеличении В объемах сообщений в социальных сетях от друзей и коллег, документирующих городскую природу во время недавней пандемии COVID-19, доктор Коррейя подчеркивает потенциал подходов культуромики и iEcology для сохранения. «Новизна в том, что эта тенденция, вероятно, осталась бы незамеченной, если бы не наша способность общаться с другими через социальные сети и другие цифровые платформы. Это простой пример того, как такую ​​информацию можно использовать на благо сохранения, но правда в том, что многие из потенциальных приложений еще предстоит изучить — что является одной из причин, почему мы так воодушевлены будущим этих области исследований ».





Культуромика и экология могут принести пользу управлению рыболовством (1); оценки социального воздействия (2); обнаружение, картирование и мониторинг находящихся под угрозой исчезновения, редких и чужеродных видов (3); состояние экосистемы и антропогенные воздействия (4); и идентификация водных флагманских и зонтичных видов (5). Изображение: Ярич и др. (2020)

Использование цифровых методов исследования для поддержки сохранения водных ресурсов

В своей статье в открытом доступе в журнале PLoS Biology авторы утверждают, что применение этих концепций в водных исследованиях имеет неиспользованный потенциал, мониторинг и планирование сохранения. Они заявляют, что, хотя морские и пресноводные экосистемы покрывают около 72% поверхности Земли и находятся под несоразмерной угрозой по сравнению с их наземными аналогами, они недостаточно изучены и отслеживаются. Могут ли подходы культуромики и iEcology к изучению массы онлайн-СМИ, генерируемых каждый день, предложить исследователям новый ценный взгляд на водные экосистемы и их динамику?

Авторы выделяют шесть потенциально многообещающих областей для применения этих концепций в водной среде. Во-первых, обнаружение, картирование и мониторинг находящихся под угрозой, редких и чужеродных водных видов могут быть поддержаны путем анализа онлайн-фотографий, видео и аудиозаписей. Авторы подчеркивают, что эти методы уже применяются для мониторинга популяций китообразных в Средиземном море, гавайских тюленей-монахов и евразийских выдр в Южной Корее.

Во-вторых, цифровые методы исследования могут помочь защитникам природы обнаруживать и отслеживать изменения в экосистемах, в частности в ответ на такое давление, как изменение климата. Авторы описывают, как анализ изображений Google выявил обусловленный климатом сдвиг в периодах размножения японской ельцы и задокументировал явление окраски, вызванной паразитами, у карибских рифовых рыб. Они предполагают, что хотя такие методы не могут заменить традиционные полевые исследования, они предоставляют ценные инструменты для предварительных исследований, которые могут помочь определить приоритетные области для более интенсивных исследований.

В-третьих, методы культуромики и iEcology могут помочь менеджерам дикой природы и рыболовства отслеживать динамику и устойчивость рыболовства и охоты и торговли дикими животными. Например, цифровой анализ фотографий и новостных статей использовался для документирования тенденций изменения размера и состава улова во времени. Этот анализ может быть расширен, чтобы охватить исторические данные, такие как оцифрованные тексты, изображения и судовые журналы, чтобы дать более долгосрочную картину добычи диких животных с течением времени, часто для периодов, когда данные научных выборок ограничены.

В-четвертых, авторы предполагают, что Эти цифровые методы исследования могут помочь идентифицировать основные и зонтичные виды для сохранения водных ресурсов и отслеживать их потенциальный общественный прием и взаимодействие. Здесь два подхода могут работать в тандеме: с культуромикой, определяющей основные виды на основе общественных интересов; и iEcology, идентифицирующая зонтичные виды путем картирования их распространения и пересечения с ключевыми местами обитания и видами.

В-пятых, рост социальных сетей как неотъемлемой части мировой практики туризма создал массу цифровых данных, подробно описывающих, как люди взаимодействуют с охраняемыми территориями и ландшафтами . Уже существует растущее количество культурных исследований с использованием этих данных, например, о туристических практиках и передвижениях в Рамсарских водно-болотных угодьях в Южной Корее и Индии, а также в морских охраняемых районах, таких как Коста-дус-Кораис в Бразилии и Большой Барьерный риф в Австралии. 19659003] Наконец, авторы определяют потенциал использования этих цифровых методов исследования для оценки социальных последствий строительства и развития инфраструктуры, таких как гидроэлектрические проекты, ветряные электростанции и нефтяные вышки в водной среде. Размышляя о своем сотрудничестве с Янь Ченом с использованием методов культуромики для оценки социальных последствий строительства плотины гидроэлектростанций, профессор Шеррен говорит: «Мы были удивлены появившимся нюансом, особенно в результате тематического, а не пространственного анализа. Это были богатые истории о том, как пользователи Instagram в настоящее время живут в местах, где происходят большие перемены, в одном случае снос плотины, а в другом — строительство плотины, которые можно легко использовать для прогнозирования воздействия. Потенциальное использование таких методов было очевидным для обновления практики законодательно закрепленной оценки социальных последствий для крупных проектов, а также мониторинга ».

Совместная работа в новом исследовании стала результатом обсуждений на двух мероприятиях. Первой была встреча по этой теме на 5-м Европейском конгрессе биологии сохранения в 2018 году в Ювяскюля, Финляндия, которая привела к формированию неформальной исследовательской сети, которая в настоящее время превращается в официальную рабочую группу Общества охраны природы. Биология. Второй был на конференции ALTER-Net & EKLIPSE в 2019 году в Генте, Бельгия, где д-р Ярич выступил с докладом на эту тему на семинаре, организованном Альянсом за пресноводную жизнь.

Проблемы и проблемы, связанные с внедрением культуромики и iEcology. Изображение: Ярич и др. (2020)

Проблемы и перспективы «глобальной цифровой обсерватории Земли»

Исследовательская группа выявляет ряд логистических и этических проблем, с которыми сталкиваются исследователи, стремящиеся использовать методы культуромики и иэкологии. «На цифровые данные могут влиять различные культурные, политические и социально-экономические факторы, и они могут быть смещены в сторону более активных пользователей и конкретных социальных групп», — говорит соавтор д-р Андреа Сориано-Редондо из CIBIO / InBio в Португалии. «Кроме того, неравномерное пространственное покрытие Интернета и его пользователей еще более заметно в водной среде. Как правило, наш охват данными уменьшается с увеличением расстояния от берега и глубины воды и сосредотачивается в основном вокруг городских и рекреационных зон ».

Еще одним ключевым шагом на пути к принятию этих методов является использование новых технологий для анализа данных. «Все более разнообразные приложения для водных экосистем будут расширяться за счет новых технологий, таких как автоматическое сканирование в Интернете и обработка данных, машинное обучение, автоматическая идентификация видов, приложения и экоакустика», — говорит соавтор доктор Ури Ролл из Ben-Gurion Университет Негева в Израиле. «В конечном итоге мы представляем себе глобальную цифровую обсерваторию Земли, онлайн-платформу, созданную для непрерывного сбора и обработки ключевых цифровых данных из самых разных источников, с предоставлением информации об изменениях экосистем и взаимодействиях человека и природы в режиме реального времени» [19659003] Так что, возможно, в недалеком будущем, каждый раз, когда вы делаете снимок поездки на пляж, видео речного приключения или звукозапись водоплавающих птиц, вы могли бы случайно помочь исследователям выяснить как живут водные экосистемы. Д-р Ярич предполагает, что культуромика и экология «являются быстро развивающимися областями — большинство соответствующих статей опубликовано за последние 2-3 года — и они, вероятно, станут основными областями исследований в области природоохранной науки и экологии в будущем. ”

+++

Ярич И., Ролл Ю., Арлингхаус Р., Бельмейкер Дж., Чен Ю., Чайна В. и др. (2020) Расширение природоохранной культуромики и иэкологии от наземных к водным царствам. PLoS Biol 18 (10): e3000935. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000935





Категория: О воде

Комментирование закрыто.