Моделирование для спасения редкого растения
Деятельность человека продолжает расширяться, в то время как всё больше растений сталкиваются с потерей и фрагментацией среды обитания. Более 700 растений классифицируются как находящиеся под угрозой исчезновения в США.
Одно из таких растений — кустарниковая резуха-горчица. Добыча природного газа и нефти увеличилась в северо-восточной Юте, где произрастает это растение. Строительство дорог и буровых площадок фрагментировало её среду обитания, поставив вид под угрозу исчезновения.
Растения обеспечивают нас жизненно важными ресурсами, такими как пища и лекарства, а также уменьшают эрозию почвы и фильтруют грунтовые воды. «Нам необходимо защищать биоразнообразие растений для поддержания экосистем. Сохранение редких растений, таких как кустарниковая резуха-горчица, — важная часть этих усилий», — говорит Янис Бёттингер, почвовед из Университета штата Юта.
Часть проблемы заключается в том, что точные места произрастания растений неизвестны. Чтобы помочь, исследователи разработали компьютерную модель. Она использует спутниковые снимки и данные о высоте, чтобы лучше понять, где растёт кустарниковая резуха-горчица, а также выявить потенциальные новые места обитания для этого исчезающего растения.
Исследователи уже имели GPS-координаты ряда мест произрастания. Использование спутниковых карт дало больше визуальных подсказок. «Мы обнаружили, что некоторые характеристики почвы, где растёт кустарниковая резуха-горчица, имеют визуальный компонент, который виден на спутниковых изображениях», — говорит соавтор исследования Брук Фоннесбек.
Растение растёт только на более светлых сланцевых почвах уникальной горной формации. Окружающие почвы без растения — это гораздо более красные и тёмные песчаниковые почвы.
Исследователи также посетили несколько мест произрастания, отметили особенности поверхности и измерили характеристики почвы. Наложение полевых измерений на GPS и спутниковую информацию позволило построить модель для прогнозирования других мест произрастания.
«С помощью этой модели мы можем очень быстро исследовать большие территории», — говорит соавтор Джули Бейкер, почвовед из Службы охраны природных ресурсов USDA. Это жизненно важно, так как растение часто растёт в удалённых и труднодоступных районах.
Модель работала с точностью почти 70%. Оставшиеся 30%? «Мы часто были очень близки к местам произрастания, — говорит Бёттингер, — но у спутниковых изображений не было достаточного пространственного разрешения, чтобы быть точными».
Эти модели могут стать важным инструментом для управляющих земельными ресурсами. «Это поможет сосредоточить время, труд и денежные средства на территориях с большим потенциалом успеха», — отмечает Бёттингер.
Более того, этот метод может быть полезен и для других растений, занимающих особую нишу. «Если вид растения произрастает на территориях с отличными характеристиками почвы, эта модель может быть очень полезной для идентификации и прогнозирования его среды обитания».
Исследование опубликовано в SSSA Journal. Проект поддержали Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США, Сельскохозяйственная опытная станция Юты и Экологический центр Университета штата Юта.