科学家们推出高科技工具,以拯救海洋的雨林-彭博社
Todd Woody
加利福尼亚的牛鞭海带。
摄影师:Steve Lonhart/NOAA
澳大利亚塔斯马尼亚的巨型海带。
Stefan Andrews,Great Southern Reef Foundation提供科学家们创建了世界上最大的海带森林数字地图,这是一个潜在强大的工具,可用于跟踪这些水下雨林的健康状况,这些雨林储存大量二氧化碳,但受到海洋变暖的威胁。
除了是抵御气候变化的堡垒外,海带森林还为约800种海洋物种提供栖息地,包括海獭、鲸鱼和商业价值高的海鲜,如鲍鱼。在加利福尼亚等地,海带有助于保护海岸线免受风暴侵袭,并为价值数百万美元的冲浪产业提供了理想的浪潮。它还是食品和化妆品的成分,并可作为生物燃料精制。然而,一场由气候驱动的海洋热浪在2014年至2017年间摧毁了加利福尼亚北部海岸200英里长的95%海带森林,给当地渔业社区造成了严重破坏。
气候变化已经摧毁了澳大利亚的巨型海带,但科学家们希望谷歌的人工智能计划能够帮助恢复对海洋健康和沿海经济至关重要的水下森林。
巨型海藻森林有助于保护海岸线免受风暴侵袭,为珍贵物种如鲍鱼和龙虾提供栖息地,并为海狮等动物提供庇护,吸引游客。但海洋温度上升使巨型海藻缺乏营养,并引发了海胆入侵,导致澳大利亚塔斯马尼亚岛海底森林的95%消失,并在全球范围内限制了它们。
“巨型海藻是一个基础物种,但它们无法在那些条件下生存,”澳大利亚国家藻类培养收藏处主任Anusuya Willis在澳大利亚科学与工业研究组织(CSIRO)表示。“几十年前,巨型海藻曾覆盖了塔斯马尼亚的大部分沿海地区。现在,只剩下几个地方还有真正的结构性森林。”
周四宣布的谷歌、澳大利亚科学家、自然保护协会和其他环保组织之间的合作旨在通过两种人工智能策略扭转这一衰退。第一种策略将首先在塔斯马尼亚,然后在澳大利亚大陆海域定位残存的海藻林。第二种策略旨在识别耐热品种的巨型海藻。
这两种策略都需要分析大量数据。这就是人工智能发挥作用的地方。为了定位幸存的海藻林,研究人员将使用谷歌云的Vertex AI平台扫描7,000平方公里(2,700平方英里)海域的卫星图像。
算法经过训练,可以检测图像中指示海带存在的信号,包括在人眼看不见的近红外波长中,来自大型藻类的独特反射。人工智能还必须区分生长中的巨型海带和被风暴打断的自由漂浮的海带。此类技术先前已被用于估算加利福尼亚海带森林的规模和检测鲸鱼。
“我们的想法是创建一个残存海带森林的基准国家地图,这实际上以前从未存在过,” Google Cloud APAC可持续业务负责人Leah Kaplan说道。这些地图将被自然保护协会及其合作伙伴用来指导种植更耐热品种的海带。
周三,Kaplan在塔斯马尼亚霍巴特发表讲话时指出,当天下午气温达到36摄氏度(97华氏度),这在正常情况下应该是一个温和的夏日。该岛距离南极洲仅2575公里(1600英里),但据Willis称,塔斯马尼亚已经经历了为期六周的海洋热浪,海洋温度达到20摄氏度。
“这对于喜欢低于18度的海带来说真的很有压力,”她说道。“海洋热浪会使平均温度长时间超过18度,从而摧毁所有种群。”
Willis和她的同事将在为期三年的项目中使用谷歌的人工智能来识别使某些品种比其他品种更耐热的海带的遗传特征。这些数据将用于培育在移植到海洋时具有更大存活机会的品种。
“将有许多因素使得特定的海带能够承受温度,而我们并不知道它们是什么,”威利斯说。“因此,这将涉及大量数据,这就是人工智能发挥作用的地方,帮助我们整理和分析数据,以找出我们需要了解的部分。”
目标是恢复澳大利亚巨型海带森林的30%。“我们希望确保正在进行的这些恢复工作未来能够成功,并且海带能够承受未来20到30年发生的变化,”她说。