Mapeo de la Conservación de Orquídeas Usando Técnicas de IA
Este estudio utiliza IA para evaluar el estado de conservación de las orquídeas en el mundo.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
La biodiversidad enfrenta muchas amenazas hoy en día, y entender el riesgo para diferentes especies es importante para la conservación. Sin embargo, no ha habido un mapa global preciso que muestre qué especies están amenazadas y dónde se encuentran. Este estudio se centra en las orquídeas, una familia de plantas que incluye alrededor de 31,000 especies. Nuestro objetivo es crear mapas detallados de su estado de conservación utilizando métodos avanzados de IA.
Importancia de las Orquídeas
Las orquídeas son únicas y diversas, se encuentran en todos los continentes y en muchos hábitats diferentes. Son conocidas por su belleza y complejidad, lo que las hace populares entre botánicos y entusiastas de las plantas. Lamentablemente, también son vulnerables a varias amenazas como la pérdida de hábitat, la contaminación y el cambio climático. Al estudiar las orquídeas, podemos obtener información sobre problemas ecológicos más amplios, dado que su salud a menudo refleja el estado de su entorno.
Objetivo del Estudio
Usamos una técnica moderna de IA llamada Modelo de Distribución de Especies Profundas (Deep-SDM) para mapear el estado de conservación de las orquídeas en todo el mundo. Entrenamos este modelo utilizando datos de un millón de ocurrencias de orquídeas a través de 14,000 especies. El objetivo era identificar áreas donde las especies de orquídeas están más en riesgo y proporcionar información valiosa para los esfuerzos de conservación. Medimos dos indicadores principales:
- La proporción de especies de orquídeas amenazadas en un área particular.
- El estado de las especies más amenazadas dentro de un grupo de orquídeas.
Metodología
Para desarrollar el modelo, recopilamos datos de varias fuentes, incluidos datos climáticos, condiciones del suelo y actividad humana. Nuestro modelo analiza cómo estos Factores Ambientales interactúan con las poblaciones de orquídeas para determinar su distribución y niveles de riesgo.
Dividimos el área de estudio en una cuadrícula, lo que nos permite evaluar el estado de conservación con una resolución de un kilómetro. Este nivel de detalle nos da una visión más clara de dónde las orquídeas están prosperando y dónde están en peligro.
Hallazgos
Nuestros hallazgos muestran variaciones significativas en el estado de conservación de las orquídeas a nivel global. Los niveles de amenaza más altos se encontraron en Madagascar y las islas vecinas. En Sumatra, las áreas protegidas se correspondían bien con la distribución de especies amenazadas, pero nuestras predicciones indicaron niveles alarmantes de riesgo en toda la isla.
Los mapas interactivos creados a partir de este estudio se pueden acceder en línea, lo que permite a los interesados visualizar fácilmente el estado de conservación de las especies de orquídeas.
El Rol del Aprendizaje Profundo
El aprendizaje profundo ha permitido analizar relaciones complejas entre las orquídeas y sus entornos de manera efectiva. Al usar grandes conjuntos de datos de ciencia ciudadana y teledetección, nuestro modelo puede considerar muchos factores que influyen en las poblaciones de orquídeas.
Este enfoque también ayuda a identificar dónde deberían priorizarse los esfuerzos de conservación. Mientras que algunas regiones pueden tener muchas especies de orquídeas, también pueden enfrentar altos niveles de amenaza, lo que hace crucial la conservación en esas áreas.
La Necesidad de Datos Confiables
Entender el estado de conservación de las orquídeas es complicado debido a una significativa falta de datos. La llamada "brecha wallaceana" se refiere a la falta de conocimiento integral sobre las distribuciones de muchas especies. Para combatir esto, necesitamos indicadores precisos del riesgo de extinción a escalas globales y locales.
Actualmente, solo un pequeño porcentaje de las especies de orquídeas ha sido evaluado por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), lo que resalta la importancia de usar métodos de IA para llenar esos vacíos.
La Importancia de la Escala
El estado de conservación de las especies puede variar significativamente dependiendo de la escala del análisis. Nuestro estudio enfatiza la necesidad de evaluaciones a múltiples escalas espaciales, ya que diferentes desafíos de conservación pueden surgir al ver datos localmente versus globalmente.
Por ejemplo, las áreas protegidas pueden conservar efectivamente algunas especies, pero podrían pasar por alto a otras que están en riesgo. Nuestros indicadores ayudan a identificar tales discrepancias.
Conclusión
A través de nuestro mapeo basado en IA, proporcionamos una herramienta para que los conservacionistas visualicen y comprendan el estado de los ensamblajes de orquídeas a nivel global. Esta información crítica puede guiar las acciones de conservación tanto a niveles locales como internacionales.
A medida que la biodiversidad sigue disminuyendo, entender las amenazas a especies como las orquídeas se vuelve cada vez más vital. Nuestro trabajo resalta la importancia de enfoques innovadores para la conservación, como la IA, para proporcionar información que antes era difícil de lograr.
Se requieren esfuerzos activos para proteger la diversidad de orquídeas y los ecosistemas que representan. Al enfocarnos en estas plantas hermosas, también podemos abordar problemas de conservación más amplios que afectan a una amplia gama de especies y sus hábitats.
Direcciones Futuras
Para mejorar nuestra comprensión de la conservación de orquídeas, los estudios futuros deberían centrarse en mejorar los métodos de recolección de datos, ampliar el rango de variables ambientales consideradas e incorporar observaciones locales. Las colaboraciones entre científicos, conservacionistas y el público pueden ampliar el alcance y la efectividad de las acciones de conservación.
Además, a medida que la tecnología de IA avanza, su integración en las prácticas de conservación se volverá esencial. Al seguir refinando nuestros modelos, podemos mejorar la precisión de las predicciones y asegurar que nuestras estrategias de conservación sean efectivas y adaptativas.
En resumen, mapear el estado de conservación de las orquídeas usando IA proporciona una imagen más clara de su salud y riesgos, permitiendo en última instancia unos esfuerzos de conservación mejor dirigidos. La preservación de estas especies delicadas y sus hábitats jugará un papel vital en el mantenimiento de la biodiversidad global.
Título: AI-based Mapping of the Conservation Status of Orchid Assemblages at Global Scale
Resumen: Although increasing threats on biodiversity are now widely recognised, there are no accurate global maps showing whether and where species assemblages are at risk. We hereby assess and map at kilometre resolution the conservation status of the iconic orchid family, and discuss the insights conveyed at multiple scales. We introduce a new Deep Species Distribution Model trained on 1M occurrences of 14K orchid species to predict their assemblages at global scale and at kilometre resolution. We propose two main indicators of the conservation status of the assemblages: (i) the proportion of threatened species, and (ii) the status of the most threatened species in the assemblage. We show and analyze the variation of these indicators at World scale and in relation to currently protected areas in Sumatra island. Global and interactive maps available online show the indicators of conservation status of orchid assemblages, with sharp spatial variations at all scales. The highest level of threat is found at Madagascar and the neighbouring islands. In Sumatra, we found good correspondence of protected areas with our indicators, but supplementing current IUCN assessments with status predictions results in alarming levels of species threat across the island. Recent advances in deep learning enable reliable mapping of the conservation status of species assemblages on a global scale. As an umbrella taxon, orchid family provides a reference for identifying vulnerable ecosystems worldwide, and prioritising conservation actions both at international and local levels.
Autores: Joaquim Estopinan, Maximilien Servajean, Pierre Bonnet, Alexis Joly, François Munoz
Última actualización: 2024-01-09 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2401.04691
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.04691
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.
Enlaces de referencia
- https://mapviewer.plantnet.org/?config=apps/store/orchid-status.xml#
- https://www.iucnredlist.org/
- https://www.iucnredlist.org/resources/spatial-data-download
- https://www.protectedplanet.net/en
- https://mviewer.netlify.app/fr/
- https://geoserver.org/
- https://www.worldclim.org/data/bioclim.html
- https://www.isric.org/explore/soilgrids/faq-soilgrids
- https://datadryad.org/stash/dataset/doi:10.5061/dryad.052q5
- https://www.worldwildlife.org/publications/terrestrial-ecoregions-of-the-world
- https://assessments.iucnrle.org/