Известно, что растения реагируют на сезонные изменения бутонизацией, листопадом и цветением. Поскольку изменение климата может привести к смещению фенологических стадий жизненного цикла растений, доступ к данным о них – из разных мест и для разных растений – может быть использован для выводов о реальных последствиях изменения климата. Однако для проведения такого анализа требуется большой объем информации, и сбор данных такого масштаба был бы немыслим без помощи людей, сообщается на сайте Немецкого Центра интегративных исследований биоразнообразия.
Мобильные приложения, такие как Flora Incognita, могут помочь решить эту проблему. Программа позволяет пользователям идентифицировать неизвестные дикорастущие растения за считанные секунды. «Когда я фотографирую с помощью приложения, наблюдение записывается с указанием местоположения, а также отметкой времени. Сейчас собраны миллионы фотографий растений из разных регионов. Хотя спутниковые данные и фиксируют фенологию целых экосистем сверху, они не дают информации о процессах, происходящих на земле», – объясняет соавтор Яна Вельдхен из Института биогеохимии Макса Планка (MPI-BGC), которая разработала приложение вместе с коллегами из ТУ Ильменау. Результаты работы опубликованы в журнале Methods in Ecology and Evolution.
Ученые создали алгоритм, который опирается на информацию почти 10 миллионов наблюдений за 3 000 видов растений, идентифицированных в период с 2018 по 2021 год в Германии пользователями Flora Incognita. Полученные данные показывают, что каждое растение имеет свой цикл, когда оно начинает фазу цветения или роста. Кроме того, ученые смогли показать, что групповое поведение возникает на основе поведения отдельных особей. Из этого они смогли вывести экологические закономерности и изучить, как они меняются в зависимости от времени года. Например, экосистемы рек отличаются от экосистем гор, где фенологические события начинаются позже.
Алгоритм также учитывает склонность к наблюдениям пользователей Flora Incognita, сбор данных которых далеко не систематический. Например, люди фиксируют больше наблюдений в выходные дни и в густонаселенных районах. «Наш метод позволяет автоматически отделить эти эффекты экологических закономерностей. Меньшее количество наблюдений не обязательно означает, что мы не можем зафиксировать синхронизацию. Конечно, в середине зимы наблюдений очень мало, но и растений, которые можно наблюдать в это время, тоже немного», – объясняет Карин Мора.
Известно, что изменение климата приводит к сезонным сдвигам – например, весна наступает все раньше и раньше. Как это влияет на взаимоотношения между растениями и насекомыми-опылителями, а значит, потенциально и на продовольственную безопасность, еще предстоит изучить. Новый алгоритм может быть использован для лучшего анализа влияния этих изменений на растительный мир.
[Фото: Flora Incognita]
