Доброго времени суток, уважаемые читатели Take in Mind! Да, возможно, мы немного преувеличили в названии этого поста масштабы открытия, и, думаем, более уместно процитировать более скромное оригинальное название научной публикации «An unexpectedly large count of trees in the West African Sahara and Sahel» («Неожиданно большое количество деревьев в западноафриканской Сахаре и Сахеле»). Но факт остается фактом: международная группа ученых под руководством датского ученого Rasmus Fensholt обнаружила более 1,8 миллиарда отдельных деревьев (13,4 дерева на гектар) со средним размером кроны 12 квадратных метров в пустынных районах северо-западной Африки.
Плотность деревьев увеличивается с 0,1% (0,7 деревьев на гектар) в гиперзасушливых районах до 1,6% (9,9 деревьев на гектар) в засушливых и 5,6% (30,1 деревьев на гектар) в полузасушливых зонах до 13,3% (47 деревьев на гектар) в субгумидных районах.
Картирование древесных растений на уровне отдельных деревьев было достигнуто за счет использования спутниковых данных с очень высоким пространственным разрешением (0,5 м) со спутников DigitalGlobe в сочетании с современными методами машинного обучения.
Это исследование стало революционным сразу в нескольких областях. Во-первых, ученые показали, что метод «deep learning» в сочетании со спутниковыми снимками с очень высоким пространственным разрешением позволяет обнаруживать отдельные деревья на больших территориях. В данном случае, на территории площадью около 1,3 миллиона кв. км (приблизительно две Украины или чуть меньше четырех Германий) было «идентифицировано» практически каждое дерево с диаметром кроны от двух метров (всего, как мы упомянули выше, более 1,8 миллиарда).
Конечно, пока есть разные технические трудности для использования этого метода как универсального. Например, для подсчета деревьев на разных ландшафтах система должна учитывать время съемки, пыль, облака, выжженные участки, зенит и угол обзора Солнца, границы изображений и многое-многое другое; короче говоря, все, что влияет на видимость крон деревьев. Все эти вариации необходимо учитывать при обучении системы, что делает процесс и использование глубокого обучения для крупномасштабного анализа спутниковых изображений весьма трудоемкими.
Так, для данного исследования Fensholt и его коллегам пришлось вручную отметить на фотографиях почти 90,000 деревьев. Но мы очень надеемся, что в ближайшем будущем спутниковые данные с больши֜м разрешением позволят решить многие из этих проблем.
Во-вторых, эта работа меняет наше представление об экологии Сахары и ее окрестностей. Уже понятно, что Сахара – это не только барханы и «верблюжья колючка». Деревья являются важнейшим показателем природного состояния всего района и позволяют изучить качественные, количественные и временные изменения экосистемы.
Кроме этого, эта важнейшая информация для развития сельского хозяйства в пустынных районах. И, как пишут авторы статьи, «…В перспективе, эта информация позволит лучше оценивать… возможности землепользования. Таким образом, база данных о деревьях в засушливых районах станет важной основой для стратегического развития, а также для инициатив, направленных на защиту и восстановление деревьев на засушливых и полузасушливых землях в целях смягчения последствий деградации, бедности и изменения климата…». Короче говоря, мы сможем лучше оценить последствия своей собственной «созидательной» деятельности.
В-третьих, эта работа – маленький, но очень большой шаг к созданию общемировой и супер-детальной карты лесного покрова. По крайней мере, технически такой проект уже не кажется невыполнимым. И не удивлюсь, что в конце концов ученые выяснят, что прообраз растительного мира планеты Пандора (из «Аватара» Джеймса Камерона), где все деревья связаны в единый организм, не находится за сотни световых лет от Земли, а существует здесь, на нашей родной планете. Вы так тоже думаете?
Оригинальная статья по ссылке: Brandt, M., Tucker, C.J., Kariryaa, A. et al. An unexpectedly large count of trees in the West African Sahara and Sahel. Nature 587, 78–82 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2824-5
Featured image by Norbert Graube from Pixabay.
Статьи по теме: