Bewertung der globalen Biodiversität mit den Ohren auf der Erde, den Augen der NASA am Himmel

West Lafayette, Indiana – Professor an der Purdue University Brian BejanovskyDas Forschungsteam wird nächstes Jahr an einigen der wildesten und abgelegensten Orte auf der ganzen Welt arbeiten.

Die Schallquellenvermesser von Pijanowski werden mit Mikrofonen, Kopfhörern und Parabolreflektoren ausgestattet, um Schallwellen aus der natürlichen Welt effizient zu sammeln. Zu ihren Werkzeugen gehören auch niedrig fliegende Drohnen und Sensoren, die auf umlaufenden Satelliten montiert sind Internationale Raumstation.

Das Purdue-Team verwendet diese Ressourcen, um eine Datei zu entwickeln Ein globales Modell der Tier- und Pflanzenvielfalt Und wie es sich verändert. Sie werden auch auf Purdues Kronjuwelen der globalen Biodiversitätsdatenbanken zugreifen. Einer ist Global Forest Biodiversity Initiative, eine Datenbank mit Verzeichnissen von Baumarten aus mehr als einer Million Parzellen. Die andere Datenbank, in Globales LandschaftsbauzentrumEnthält über 4 Millionen Audioaufnahmen aus den meisten Ökosystemen der Erde.

„Wir verwenden die akustische Fernerkundung, um ein Tierbiodiversitätsmodell zu entwickeln“, sagte Bejanovsky, Direktor des Zentrums und Professor in der Abteilung für Forstwirtschaft und natürliche Ressourcen am College of Agriculture. Er behielt zum Beispiel einen akustischen Sensor für Feuchtgebiete bei Bordeaux Wildlife District Seit 2007. Allein von der südostasiatischen Insel Borneo hat er über 2.500 Aufnahmen mit Geräuschen von 3.000 Tierarten.

Interdisziplinäres Arbeiten erfordert Expertise in Ökologie, Sozial-, Ingenieur-, Statistik- und Geisteswissenschaften. Zu den an dem Projekt beteiligten Führungskräften gehört das Purdue.-Team Christine BellisarioKlinischer Assistenzprofessor bei John Martinson Honors College; Jinha JungAssistenzprofessor bei Lyles School of Civil Engineering; Und die Jingjing LiangAußerordentlicher Professor für Forstwirtschaft und natürliche Ressourcen.

Das NASA-Projekt konzentriert sich speziell auf die Entwicklung von Modellen der pflanzlichen und tierischen Vielfalt für vier verschiedene Arten von Waldökosystemen. Die Arbeiten beginnen in den Laubwäldern des nahe gelegenen Tippecanoe County in Indiana. Das Team von Pijanowski nutzt das Gebiet als „Sandkasten“, wo sie sich für Schulungen in Forschung und Protokollentwicklung aufhalten. Die anderen drei Standorte befinden sich in Myombo Woodlands in Tansania, Savanna in der Mongolei und Forest Steppe Ecosystems sowie Mangroven in der UNESCO-Welterbestätte der Sundarbans in Bangladesch.

„Die Miombo-Wälder sind eines der größten Waldökosysteme der Welt“, sagte Bejanovsky. „Sundarbans ist der Standort einer der unberührtesten Mangrovenwälder der Welt. Mangroven und Flussmündungen sind aufgrund des steigenden Meeresspiegels stark vom Klimawandel bedroht. Die Mongolei stellt eine Mischung aus Nadelwäldern und Grasland dar, die ebenfalls vom Klimawandel bedroht ist .“

Das Projekt wird Biodiversitätsmodelle für alle vier Ökosysteme auf weitere Langzeitstudien in Borneo, Südostasien; Costa Rica und die Karibik; Finnland, Nordeuropa; Patagonien, Südamerika.

Zu den zahlreichen Datenerfassungsplattformen des Purdue-Teams gehören drei experimentelle Sensoren an Bord der Internationalen Raumstation.

„Dies sind experimentelle Sensoren zur Kartierung und Modellierung von Pflanzenlebensräumen, und dann kalibrieren wir sie mit allen Messungen, die wir am Boden und mit unbemannten Luftfahrzeugen durchführen“, sagte Bejanovsky.

Raumstation Untersuchung der Dynamik des globalen Ökosystems (GEDI) verwendet Licht- und Reichweitenerkennung (LiDAR). DLS (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) Earth Sensing Imaging Spectrometer (DESIS) ist ein hyperspektraler Sensor, der die Zusammensetzung und Diversität von Arten erfasst, die elektromagnetische Frequenzen von sichtbarem bis zu infrarotem Licht umfassen. Und die ECOSTRESSUnd die Wärmesensor, erkennt Trockenstressstatus von Pflanzen.

Zwei Satellitensysteme ergänzen die Sensorik der Raumstation. Dies ist ein bildgebendes Spektralfotometer mittlerer Auflösung (MODIS) Und die LandsatUnd die Das erkennt Brände in Tansania, die den Lebensraum von Schimpansen, Buschbabys, Affen und Pavianen beeinträchtigen.

Mithilfe dieser drei Raumstationssensoren sammelt das Team Daten über die strukturelle Komplexität des Lebensraums, die Artenvielfalt und den Stress, die mit dem globalen Baumdatensatz verflochten sind.

Drohnen, die 80 Meter über der Erdoberfläche fliegen, liefern hochauflösende (1 cm Pixel) Daten, die es Forschern ermöglichen, mit Daten von Raumstationen zu kalibrieren. Das Team führt auch botanische Untersuchungen an jedem Standort durch.

Jinha Jung und Geospatial Data Science-Gruppe Umgang mit Kalibrierungen und Verknüpfungen zwischen terrestrischen, Luft- und Weltraumdaten.

„Wir müssen in der Lage sein, die Bilder, die wir erhalten, mit bestimmten Orten zu verknüpfen, die Brian besucht, und den Ton aufzuzeichnen, um die Biodiversität zu identifizieren“, sagte Jung. „Wir können sehr hochauflösende 3D-Modelle dieser Orte erstellen.“

Eine der Aufgaben von Jungs Gruppe ist es, die Lücken in der LiDAR-Abdeckung der Raumstation zu schließen. Die Raumstation umkreist sie in einer durchschnittlichen Höhe von etwa 400 Kilometern (fast 250 Meilen) und bewegt sich mit 17.500 Meilen pro Stunde, wobei der GEDI-Laserstrahl in Entfernungen von etwa 70 Metern von der Erdoberfläche reflektiert wird.

Jungs Gruppe wird auch 3D-Modelle aller Biodiversitätsstandorte der NASA erstellen und die 3D-Modelle online verfügbar machen Der Projektstandort. Die Formulare ermöglichen es Benutzern, auf die Website zu zeigen und zu klicken und die Ansicht in drei Dimensionen zu vergrößern und zu drehen.

„Wir werden die Aufzeichnungen einbetten, damit Besucher die Website in 3D visualisieren können, aber sie können auch den Ton hören und wirklich das Gefühl haben, dort zu sein“, sagte Jung.

Das Biodiversitätsprojekt der NASA ist Teil von Pijanowskis Mission Erde Rekord. Für ihn chorus4nature.org Seine Website ist mit der vollständigen Datenbank globaler Biome verbunden, den verschiedenen natürlichen Lebensräumen, in denen Pflanzen und Tiere leben.

„Die Leute können sich alle unsere Standorte auf den Sitemaps ansehen, wo wir Studien haben“, sagte er. „Wir beschreiben alle Biome, all die verschiedenen Studien, die Bedrohungen für die Biome. Wir haben einen Fotokatalog aller Standorte und Videos, die über die Standorte sprechen und was wir dort als Wissenschaftler bei der Arbeit tun. Letztendlich versuchen wir, sie zu nutzen.“ die beste Technologie, um einige der größten gemeinschaftlichen Herausforderungen in Bezug auf den Artenverlust und den Klimawandel zu lösen. Die Unterstützung durch die NASA macht dies zu einem besonderen Teil des Seins als Kesselbauer; Purdue ist die Wiege der Astronauten. Vielleicht werden wir es mit der Hilfe der NASA die Wiege der Lösung globaler Biodiversitätsherausforderungen sein.“

Sachbearbeiter: Steve Kobes
Quelle: Brian Bijanovsky, bpijanow@purdue.edu
Medienkontakt: Maureen Manier, mmanier@purdue.edu

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Maureen Manier, Abteilungsleiterin, mmanier@purdue.edu

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