10:29 2023-02-05
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Revoluția digitală inspiră o nouă direcție de cercetare în diversitatea structurală a ecosistemelor
_ Revoluția digitală inspiră o nouă direcție de cercetare în diversitatea structurală a ecosistemelor
Un număr special al revistei Frontiers in Ecology and the Environment pune bazele urmăririi diversității structurale ca o nouă direcție de cercetare în ecologie. Problema descrie, de asemenea, metodele de colectare a datelor digitale care permit noua direcție de cercetare, precum și aplicațiile lucrării în diverse ecosisteme.
„Diversitatea structurală este gândirea la ce elemente ocupă un spațiu și modul în care acestea au fost aranjate în spațiu”, a spus redactorul principal al numărului special, Songlin Fei, profesor de silvicultură și resurse naturale și directorul decanului de teledetecție la Purdue. „Speranța este că oferim un cadru care poate fi aplicat indiferent de sistemul în care lucrați, de la terestru la acvatic.”
Așa cum au scris Fei și trei co-editori în prezentarea lor de ansamblu. , contribuțiile numărului special „oferă un nou cadru pentru diversitatea structurală, noi aplicații la teoria ecologică și studii de caz.”
Co-editorii au fost Brady Hardiman de la Purdue, profesor asociat de ecologie urbană în cadrul Departamentului de Purdue. Silvicultură și Resurse Naturale; Elizabeth LaRue, profesor asistent de stiinte biologice la Universitatea din Texas din El Paso; și Kyla Dahlin, profesor asociat de geografie, mediu și științe spațiale la Universitatea de Stat din Michigan.
Șase dintre cei șapte autori principali ai numărului special sunt oameni de știință la începutul carierei care dezvoltă aplicații pentru tehnologiile 3D care ar putea rezultă în noi teorii ecologice. Aceste tehnologii includ detectarea și măsurarea luminii (lidar) și senzori de date montați pe drone și sateliți.
„Adoptarea acestor instrumente și tehnologii digitale emergente va permite următoarei generații de ecologiști să opereze cu grație o flotă de senzori să măsoară ecosistemele și înoată liber în oceanul de date rezultat”, au scris editorii.
Astfel de metode formează baza noului Centru pentru Silvicultură Digitală al lui Purdue, pe care îl conduce Fei. Fiind una dintre cele cinci investiții strategice în Purdue's Next Moves, centrul folosește tehnologia digitală și expertiza multidisciplinară pentru a măsura, monitoriza și gestiona pădurile urbane și rurale pentru a maximiza beneficiile sociale, economice și ecologice.
„În trecut. , în calitate de oameni de știință am măsurat Pământul ca o entitate plată”, a spus LaRue, un fost cercetător postdoctoral îndrumat de Fei și Hardiman. „Aceasta se datorează în parte pentru că nu aveam o tehnologie bună pentru a măsura aspectele 3D ale planetei.”
Aceste aspecte includ diferențe de altitudine și caracteristici la scară fină, cum ar fi modelele de ramificare a copacilor. Anterior, cercetătorii trebuiau să facă astfel de măsurători manual.
"Tehnologia avansează rapid. Trebuie să ajungem din urmă cu știința și teoria care sunt activate de aceste tehnologii 3D", a spus ea.< /p>
Numărul special menționează că, în ciuda lucrărilor cheie deja începute în silvicultură, mai trebuie făcut mai multe în tipuri de ecosisteme precum zonele umede, pajiștile și ecosistemele marine.
„Cunoștințele noastre sunt încă destul de limitate despre diversitatea structurală în diferite tipuri de ecosisteme”, a spus LaRue.
În mod tradițional, oamenii de știință au căutat să măsoare biodiversitatea numărând speciile și evaluând diversitatea lor genetică.
„Aceste măsuri existente revin la acest lucru. întrebare de bază: Cât din spațiul ecologic disponibil a fost ocupat de diferite organisme?" spuse Hardiman. „Cu cât spațiul ecologic a fost ocupat de diferite specii, cu atât sistemul ar putea fi mai stabil, deoarece lipsa unei specii nu ar provoca colapsul sistemului”.
Dar cu noile tehnologii digitale 3D, cercetătorii pot determina acum rapid aranjamentul stratificat al speciilor într-un mediu, împreună cu dimensiunea și numărul acestora. Astfel de capabilități beneficiază administratorii terenurilor, precum și cercetătorii. Managerii acum pot colecta adesea date de calitate superioară mult mai rapid și cu costuri mai mici pentru a le ajuta în luarea deciziilor. Uneori pot folosi pur și simplu o aplicație pentru telefonul mobil pentru a face măsurători care anterior necesitau o bandă de măsurare.
Editorii și autorii numărului special evidențiază patru provocări pe care cercetătorii trebuie să le abordeze pentru a realiza întregul potențial al unor astfel de progrese digitale. în ecologie.
Prima provocare este ca ecologistii și oamenii de știință din mediu să colaboreze mai intens cu colegii din alte specialități. Expertiza necesară variază de la tehnologia aviației, inginerie și informatică până la design grafic, știința informației și științe sociale.
A doua provocare este aplicarea supercalculatoarelor, cloud computing, învățarea automată și inteligența artificială pentru a procesa masivul Seturi de date 3D pe care tehnologia digitală le generează acum.
„O mare parte din datele cu care lucrăm sunt accesibile publicului și sunt disponibile”, a spus Fei. Dar cercetătorilor le lipsește uneori expertiza necesară pentru a profita de ea. „Nu au capacitatea de calcul sau instrumentele potrivite pentru a o gestiona”, a spus el.
A treia provocare este adoptarea de noi abordări pentru a evalua mai bine sutele de variabile din structura ecosistemului pe care le stabilesc datele 3D. acum des prezent. În loc să depindă de testarea tradițională a ipotezelor, echipa editorială a recomandat ca cercetătorii să adopte abordări bazate pe date sau să combine cele două.
În cele din urmă, editorii au subliniat importanța critică a formării următoarei generații de ecologisti în tehnologia digitală. .
„Noile abilități orientate către date, cum ar fi achiziția, vizualizarea, analiza și gestionarea seturilor mari de date trebuie să devină părți esențiale ale pregătirii ecologice”, au scris aceștia.
Comentarii:
Adauga Comentariu