Utiliser l'apprentissage profond pour prédire les risques d'extinction des plantes
Des scientifiques utilisent l'apprentissage profond pour évaluer les espèces de plantes menacées à cause du changement climatique.
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Table des matières
- Importance de la Biodiversité
- Le Rôle de l'IUCN
- Défis des Méthodes Actuelles
- Nouvelle Approche d'Apprentissage Profond
- Validation de la Méthode
- Projections Futures
- Tendances des Espèces Menacées
- Besoin d'Action
- Importance des Prédictions Précises
- Lien avec le Changement Climatique
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Ces derniers temps, la perte des espèces végétales est devenue une sérieuse préoccupation à cause du changement climatique et des activités humaines. Pour s'attaquer à ce problème, les scientifiques utilisent l'Apprentissage profond pour aider à prévoir quelles espèces de plantes sont à risque d'Extinction. L'objectif est de créer un moyen plus précis d'évaluer comment le changement climatique impacte la Biodiversité.
Importance de la Biodiversité
La biodiversité fait référence à la variété de vie sur Terre, qui inclut les plantes, les animaux, les champignons et les microorganismes. C'est essentiel pour maintenir des écosystèmes sains, qui nous fournissent de la nourriture, de l'eau propre et de l'air. Alors que le changement climatique entraîne des changements dans les environnements, de nombreuses espèces ont du mal à s'adapter, ce qui rend crucial de comprendre quelles plantes pourraient disparaître à l'avenir.
Le Rôle de l'IUCN
L'Union internationale pour la conservation de la nature (IUCN) joue un rôle important dans l'évaluation du risque d'extinction des espèces végétales. Ils fournissent un système de classification qui va de "Préoccupation mineure" à "En danger critique" et "Éteint." Cependant, de nombreuses espèces de plantes restent non évaluées, laissant des lacunes dans nos connaissances.
Défis des Méthodes Actuelles
Actuellement, de nombreuses évaluations se concentrent sur les caractéristiques existantes des espèces, comme leur aire géographique. Ça rend difficile de projeter les risques futurs, car ces caractéristiques ne réflectent peut-être pas comment les espèces réagiront au changement climatique. Donc, il y a un besoin de nouvelles méthodes qui peuvent mieux anticiper les tendances futures.
Nouvelle Approche d'Apprentissage Profond
Les chercheurs développent une nouvelle méthode qui utilise l'apprentissage profond pour évaluer les espèces végétales en fonction de leurs préférences environnementales. Cette approche s'appuie sur des Modèles de distribution des espèces (MDS) qui peuvent apprendre des données existantes pour faire des prévisions sur les risques futurs. Les chercheurs visent à classer les espèces selon le statut de l'IUCN en utilisant des techniques d'apprentissage profond, qui peuvent capter des relations complexes dans les données.
Validation de la Méthode
Les chercheurs ont testé leur modèle en utilisant un grand ensemble de données sur les occurrences d'orchidées obtenues de diverses sources. Ils ont évalué la performance du modèle par validation croisée, ce qui a donné des précisions moyennes qui suggèrent qu'il est efficace pour classer les risques d'extinction des espèces. Ça veut dire que le modèle peut identifier quelles espèces pourraient devenir en danger ou s'éteindre à cause des impacts du changement climatique.
Projections Futures
L'étude considère différents scénarios sur la façon dont les espèces pourraient se disperser en réponse aux climats changeants. Dans certains cas, on suppose que les espèces ont une capacité illimitée à se déplacer vers de nouvelles zones, tandis que dans d'autres, leur mouvement est restreint. Les chercheurs ont projeté la distribution future des espèces sous différentes conditions et identifié des régions où le risque d'extinction serait particulièrement élevé.
Tendances des Espèces Menacées
L'analyse des résultats montre que la proportion d'espèces menacées augmente dans le monde, avec des taux particulièrement élevés en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud. Les chercheurs ont noté que la plupart des espèces menacées devraient se trouver près de l'équateur et à basse altitude, ce qui souligne des zones de préoccupation pour les efforts de conservation.
Besoin d'Action
Les découvertes soulignent l'urgence d'agir pour faire face à la perte de biodiversité. De nombreux objectifs fixés par des accords internationaux pour protéger la biodiversité ont déjà été ratés. Pour assurer la survie des espèces végétales, des objectifs ambitieux et mesurables doivent être établis, guidés par des résultats de recherche comme ceux de cette étude.
Importance des Prédictions Précises
Des prédictions précises concernant les risques d'extinction des espèces végétales peuvent aider à informer les stratégies de conservation. En identifiant quelles espèces sont les plus à risque, les conservationnistes peuvent concentrer leurs efforts là où ils sont le plus nécessaires et travailler à protéger ces espèces par diverses stratégies, comme la préservation et la restauration des habitats.
Lien avec le Changement Climatique
Alors que le changement climatique continue de redessiner la planète, les espèces végétales feront face à des défis sans précédent. L'utilisation de l'apprentissage profond pour comprendre ces changements deviendra de plus en plus vitale. Ce nouveau modèle peut être un outil pour les scientifiques, les décideurs et les conservationnistes pour s'attaquer efficacement à la menace d'extinction.
Conclusion
L'intégration de l'apprentissage profond dans le modélisation de la distribution des espèces représente une avancée prometteuse dans notre approche pour comprendre la perte de biodiversité. En fournissant des prédictions précises sur le risque d'extinction des plantes, ce travail peut significativement améliorer les efforts de conservation face au changement climatique. L'urgence d'agir est plus claire que jamais, car nous devons nous efforcer de protéger la riche diversité de la vie sur notre planète pour les générations futures.
Titre: Modelling Species Distributions with Deep Learning to Predict Plant Extinction Risk and Assess Climate Change Impacts
Résumé: The post-2020 global biodiversity framework needs ambitious, research-based targets. Estimating the accelerated extinction risk due to climate change is critical. The International Union for Conservation of Nature (IUCN) measures the extinction risk of species. Automatic methods have been developed to provide information on the IUCN status of under-assessed taxa. However, these compensatory methods are based on current species characteristics, mainly geographical, which precludes their use in future projections. Here, we evaluate a novel method for classifying the IUCN status of species benefiting from the generalisation power of species distribution models based on deep learning. Our method matches state-of-the-art classification performance while relying on flexible SDM-based features that capture species' environmental preferences. Cross-validation yields average accuracies of 0.61 for status classification and 0.78 for binary classification. Climate change will reshape future species distributions. Under the species-environment equilibrium hypothesis, SDM projections approximate plausible future outcomes. Two extremes of species dispersal capacity are considered: unlimited or null. The projected species distributions are translated into features feeding our IUCN classification method. Finally, trends in threatened species are analysed over time and i) by continent and as a function of average ii) latitude or iii) altitude. The proportion of threatened species is increasing globally, with critical rates in Africa, Asia and South America. Furthermore, the proportion of threatened species is predicted to peak around the two Tropics, at the Equator, in the lowlands and at altitudes of 800-1,500 m.
Auteurs: Joaquim Estopinan, Pierre Bonnet, Maximilien Servajean, François Munoz, Alexis Joly
Dernière mise à jour: 2024-01-10 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2401.05470
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.05470
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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Liens de référence
- https://www.iucnredlist.org/about/barometer-of-life
- https://www.worldclim.org/data/cmip6/cmip6_clim30s.html
- https://www.worldclim.org/
- https://www.viewfinderpanoramas.org/dem3.html
- https://www.viewfinderpanoramas.org/
- https://github.com/estopinj/IUCN_classification
- 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://www.gbif.org/species/5315531