Kecerdasan buatan dan pertanian lestari untuk melindungi Mar Menor

  • CSIC telah mencipta peta digital Mar Menor menggunakan AI dan satelit Sentinel-2, menganalisis perubahan kualiti air selama sedekad.
  • Kajian ini mengenal pasti Rambla del Albujón sebagai salah satu kawasan yang paling terdegradasi dan membahagikan lagun kepada tiga kawasan alam sekitar yang berbeza.
  • Kajian ini mendedahkan keadaan keseimbangan ekologi yang baharu, stabil tetapi tanpa menandakan pemulihan ekosistem.
  • Projek NewAgro Mar Menor menggalakkan amalan pertanian yang lebih lestari di lembangan bagi mengurangkan tekanan ke atas lagun.

Pemandangan umum Mar Menor

Mar Menor telah menjadi makmal terbuka yang sebenar di mana sains, teknologi dan sektor pertanian bekerjasama untuk menghentikan degradasi alam sekitar selama bertahun-tahun. Walaupun penduduk tempatan kekal berwaspada tentang warna air dan episod "sup hijau ", para penyelidik sentiasa memperhalusi alat yang mereka gunakan untuk mengukur apa yang sebenarnya berlaku di lagun di luar pantai Murcia.

Sementara itu, pertanian tempatan sedang cuba menyesuaikan diri dengan model yang lebih lestari , dengan projek yang bertujuan untuk mengurangkan larian nutrien dan menambah baik pengurusan pengairan. Cabaran bersama sedang dibincangkan: untuk memahami dengan tepat bagaimana Mar Menor telah berubah dalam dekad yang lalu dan apa yang boleh dilakukan, baik di darat mahupun di laut, untuk mengurangkan tekanan ke atas ekosistem pesisir pantai Sepanyol yang paling terkenal.

Peta digital untuk menyinari Mar Menor dengan terperinci

Majlis Penyelidikan Kebangsaan Sepanyol (CSIC), melalui Institut Sains Marin Andalusia (ICMAN-CSIC), telah membangunkan metodologi yang menggabungkan kecerdasan buatan dengan imej daripada satelit Sentinel-2 untuk mengkaji dengan tepat evolusi kualiti air Mar Menor selama hampir sepuluh tahun.

Kajian yang diterbitkan dalam Journal of Hydrology ini berdasarkan siri masa imej yang diambil antara Julai 2015 dan Jun 2024. Sentinel-2 menawarkan resolusi ruang 10 meter setiap piksel , mencukupi untuk menjejaki evolusi kawasan pantai yang besar dan mengesan perubahan yang berkaitan dalam keadaan lagun, walaupun tanpa mencapai perincian objek kecil seperti bot individu.

Daripada imej-imej ini, pasukan saintifik memantau dua penunjuk utama: klorofil-a , yang digunakan untuk menganggarkan jumlah alga yang ada, dan kekeruhan , yang mencerminkan jumlah jirim terampai di dalam air. Tahap tinggi kedua-dua parameter biasanya dikaitkan dengan eutrofikasi dan penipisan oksigen , dua fenomena yang menjadi perhatian khusus di Mar Menor.

Analisis ini tidak terhad kepada pembacaan nilai yang mudah, tetapi juga telah menggunakan teknik pembelajaran mesin tanpa pengawasan dan kaedah statistik lanjutan. Alat ini membolehkan pengelompokan kawasan lagun berdasarkan tingkah laku persekitarannya, yang sangat berguna untuk memahami di mana masalah tertumpu dan bagaimana ia berkembang dari semasa ke semasa.

Hasil daripada pendekatan ini, para penyelidik telah berjaya menghasilkan peta digital beresolusi tinggi Mar Menor , yang mengenal pasti kawasan yang paling terdegradasi dengan jelas dan menerangkan corak persekitarannya. Peta ini justeru menjadi asas kukuh untuk membuat keputusan oleh pengurus dan pentadbiran.

Rambla del Albujón dan tiga kawasan alam sekitar yang besar di lagun

Salah satu hasil kerja CSIC yang paling ketara ialah pembahagian Mar Menor kepada tiga zon alam sekitar yang besar , yang ditakrifkan mengikut ciri dan tingkah laku mereka sepanjang dekad yang lalu. Jenis pengezonan ini membantu membezakan kawasan dengan sensitiviti dan tindak balas yang berbeza-beza terhadap impak luaran.

Antara kawasan yang paling bermasalah, Rambla del Albujón menonjol . Laluan air ini, yang mengalir ke lagun antara Los Alcázares dan El Algar, telah menjadi salah satu pintu masuk utama nutrien ke dalam ekosistem . Imej satelit dan model AI kedua-duanya mengenal pasti kawasan ini sebagai salah satu yang paling terdegradasi.

Kajian ini juga menunjukkan bagaimana metodologi ini membolehkan kita membezakan antara perubahan bermusim, trend jangka panjang dan peristiwa terpencil . Oleh itu, variasi tipikal setiap musim panas, yang dikaitkan dengan peningkatan suhu, tidak sama dengan trend yang semakin buruk secara beransur-ansur atau lonjakan mendadak yang dikaitkan dengan DANA (kemurungan aras tinggi terpencil) atau hujan lebat.

Menurut penyelidik yang terlibat, termasuk Paola Barba dan Isabel Caballero , penggunaan algoritma yang mengumpulkan piksel dengan tingkah laku yang serupa telah memudahkan untuk mengenal pasti corak yang sebaliknya tidak disedari. Ini membolehkan mereka melihat bagaimana kawasan tertentu bertindak balas secara berbeza terhadap episod tekanan persekitaran yang sama.

Tahap perincian ini amat relevan untuk merancang tindakan pemulihan dan pemantauan , kerana ia membolehkan keutamaan kawasan yang paling sensitif dan penyesuaian sumber yang ada dengan lebih baik, baik teknikal mahupun ekonomi.

"Sup hijau", ribut DANA 2019 dan keseimbangan ekologi baharu

Analisis data selama hampir sepuluh tahun bukan sahaja merakam gambaran ringkas, tetapi secara langsung menghubungkan anomali yang dikesan dengan peristiwa ekstrem yang telah menandakan sejarah Mar Menor baru-baru ini. Antaranya, "sup hijau" yang terkenal pada tahun 2016 dan 2017 menonjol, apabila percambahan alga mewarnai air dan mengurangkan kepekatan oksigen secara drastik.

Kajian ini juga mengaitkan perubahan mendadak dalam klorofil-a dan kekeruhan dengan ribut DANA 2019 dan peristiwa cuaca berikutnya , yang meningkatkan kemasukan air tawar, sedimen dan nutrien dari kawasan tadahan air. Peristiwa-peristiwa ini telah mengubah dinamik ekosistem lagun dengan ketara.

Salah satu penemuan yang paling menarik ialah pengenalpastian keseimbangan baharu dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Menurut penulis, tahap klorofil-a dan kekeruhan nampaknya telah stabil, yang mungkin menunjukkan peningkatan. Walau bagaimanapun, para penyelidik jelas dalam hal ini: kestabilan ini tidak sama dengan pemulihan Mar Menor.

Sebaliknya, mereka mencadangkan bahawa lagun telah beralih kepada keadaan ekologi yang berbeza , di mana parameter kekal agak malar, tetapi masih jauh daripada apa yang dianggap sebagai situasi yang sihat. Dalam erti kata lain, sistem telah menyesuaikan diri dengan konteks tekanan berterusan, tanpa kembali kepada keadaan asalnya.

Perubahan keseimbangan ini, yang dikesan hasil gabungan AI dan pemerhatian satelit, berfungsi sebagai amaran: ketiadaan kejutan besar dalam penunjuk tidak bermakna masalah itu telah diselesaikan , tetapi sebaliknya kesan terkumpul telah mengenakan "normaliti" ekologi yang baharu.

Alat untuk pengurusan Mar Menor yang lebih cekap

Selain daripada hasil saintifik, metodologi yang dibangunkan oleh ICMAN-CSIC mempunyai aplikasi yang sangat praktikal untuk pengurusan alam sekitar lagun dan kawasan pesisir pantai Eropah lain yang tertakluk kepada tekanan yang serupa.

Pertama, ia membolehkan pengoptimuman lokasi stesen persampelan di lapangan. Daripada mengagihkan sensor dan kempen lapangan secara sama rata, pengurus boleh menumpukan usaha mereka pada kawasan yang paling sensitif atau mewakili, dengan melaraskan bilangan titik pemantauan dan kedudukan tepatnya dengan lebih baik.

Ini diterjemahkan kepada pengurangan kos pemantauan dan kecekapan yang lebih tinggi dalam penggunaan sumber yang ada, tanpa mengorbankan keupayaan analitikal. Malah, pengezonan dengan resolusi 10 meter memberikan tahap perincian yang sukar dicapai dengan persampelan tradisional sahaja.

Tambahan pula, alat seperti ini menawarkan maklumat berterusan dan terkini tentang evolusi ekosistem , yang penting dalam konteks perubahan iklim dan peristiwa cuaca ekstrem yang semakin kerap. Keupayaan untuk menjangka atau bertindak balas dengan cepat terhadap "sup hijau" baharu atau DANA (kemurungan peringkat tinggi terpencil) boleh membuat perbezaan yang besar.

Isabel Caballero , ketua penyelidik projek ini, menekankan bahawa pendekatan berasaskan AI dan satelit ini boleh menyumbang kepada mereka bentuk langkah penyesuaian yang lebih berkesan terhadap perubahan global . Ideanya ialah teknologi tidak seharusnya menggantikan kerja lapangan, tetapi sebaliknya melengkapi dan menjadikannya lebih pintar.

Pertanian inovatif untuk mengurangkan tekanan ke atas lagun

Sementara komuniti saintifik memperhalusi model pemantauannya, satu lagi bidang penting sedang berlaku di darat: transformasi pertanian di lembangan Mar Menor . Projek NewAgro Mar Menor, yang diselaraskan oleh Universiti Politeknik Cartagena (UPCT) bersama-sama PROEXPORT, sedang berusaha tepat ke arah itu.

Inisiatif ini, yang dibiayai oleh Yayasan Biodiversiti Kementerian Peralihan Ekologi dan Cabaran Demografi , bertujuan untuk mereka bentuk dan menilai strategi agronomi termaju yang memudahkan peralihan ke arah model pengeluaran yang lebih lestari dalam persekitaran lagun.

Projek ini distrukturkan di sekitar lima kawasan kerja yang saling berkaitan , bermula daripada penggunaan sensor untuk memantau pengairan hinggalah kepada penggabungan flora dan penanaman alga yang bermanfaat dalam tanaman. Salah satu fokus utamanya ialah pemantauan pintar air pengairan , menggunakan alat digital untuk melaraskan input air dan meminimumkan kehilangan dan larian ke lagun Mar Menor.

NewAgro juga komited untuk melaksanakan perangkap pintar bagi kawalan lepidoptera , sekali gus mengurangkan keperluan untuk rawatan fitosanitasi intensif. Di samping itu, penyelidikan sedang dijalankan untuk mengurangkan penggunaan nitrogen mineral melalui penggunaan bioarang dan kesan gabungan biostimulan dan pindaan organik pada tanah dan tanaman.

Satu lagi aspek penting ialah reka bentuk semula lindung nilai pertanian sebagai elemen yang, selain daripada memisahkan plot, bertindak sebagai penghalang tumbuh-tumbuhan, menyediakan perlindungan untuk fauna yang bermanfaat dan menyokong perkhidmatan ekosistem. Semua ini bertujuan untuk memastikan landskap pertanian membantu mengurangkan aliran nutrien dan sedimen ke dalam lagun.

Penyebaran, gastronomi dan perubahan generasi di sekitar Mar Menor

Projek NewAgro Mar Menor tidak terhad kepada penyelidikan di plot dan makmal. Dengan kerjasama Persatuan Keluarga dan Wanita Kawasan Luar Bandar (AFAMMER) , ia menganjurkan aktiviti yang menyeronokkan dan teknikal untuk mendekatkan inovasi ini kepada penduduk tempatan dan sektor pertanian.

Antara cadangan tersebut ialah pameran di bangunan CIM di mana syarikat dan organisasi yang berkaitan dengan kawasan Mar Menor boleh mempamerkan produk, perkhidmatan dan projek mereka yang berkaitan dengan kemampanan dan inovasi agri-makanan. Ideanya adalah untuk petani, keluarga dan pelawat melihat sendiri bagaimana usaha sedang dijalankan untuk mengubah model semasa.

Gastronomi juga memainkan peranan penting, dengan demonstrasi masakan secara langsung oleh cef dari Wilayah Murcia, seperti David López, dari restoran Local de Ensayo . Sesi-sesi ini mempamerkan resipi tradisional dari Campo de Cartagena, menekankan nilai hasil tempatan dan warisan masakan kawasan tersebut.

Bagi kanak-kanak yang lebih muda, bengkel robotik, lukisan dan pertanian dianjurkan , dengan tujuan untuk membiasakan generasi baharu dengan konsep seperti automasi pengairan, biodiversiti dan penggunaan sumber yang bertanggungjawab. Di samping itu, projek mengenai penggantian generasi dan peranan wanita di kawasan luar bandar dipamerkan , satu aspek utama untuk memastikan perubahan yang berkekalan dalam model pertanian.

Secara keseluruhannya, inisiatif-inisiatif ini bertujuan untuk memastikan bahawa perlindungan Mar Menor bukan sahaja dilihat sebagai perkara teknikal atau pentadbiran , tetapi sebagai projek kolektif yang menyentuh ekonomi tempatan, budaya gastronomi, pendidikan dan perpaduan sosial di kawasan tersebut.

Dengan gabungan pemetaan digital resolusi tinggi, kecerdasan buatan dan pertanian inovatif , Mar Menor memasuki fasa di mana kita mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang apa yang berlaku di bawah permukaannya dan amalan berasaskan darat yang boleh membuat perbezaan. Data tersebut menunjukkan ekosistem yang keseimbangannya telah berubah dan kekal di bawah tekanan, tetapi juga kepada kemunculan alat dan strategi yang, jika digunakan secara konsisten dan terselaras, dapat membantu mengalihkan masa depannya di Sepanyol dan berfungsi sebagai model untuk lagun dan kawasan pesisir lain di Eropah.

DNA persekitaran untuk memantau ekosistem marin
artikel berkaitan:
DNA persekitaran untuk memantau ekosistem marin

Tambahkan sebagai sumber pilihan dalam Google