科學家們推出高科技工具,以拯救海洋的雨林-彭博社
Todd Woody
加利福尼亞的牛鞭海帶。
攝影師:Steve Lonhart/NOAA
澳大利亞塔斯馬尼亞的巨型海帶。
Stefan Andrews,Great Southern Reef Foundation提供科學家們創建了世界上最大的海帶森林數字地圖,這是一個潛在強大的工具,可用於跟蹤這些水下雨林的健康狀況,這些雨林儲存大量二氧化碳,但受到海洋變暖的威脅。
除了是抵禦氣候變化的堡壘外,海帶森林還為約800種海洋物種提供棲息地,包括海獺、鯨魚和商業價值高的海鮮,如鮑魚。在加利福尼亞等地,海帶有助於保護海岸線免受風暴侵襲,併為價值數百萬美元的衝浪產業提供了理想的浪潮。它還是食品和化妝品的成分,並可作為生物燃料精製。然而,一場由氣候驅動的海洋熱浪在2014年至2017年間摧毀了加利福尼亞北部海岸200英里長的95%海帶森林,給當地漁業社區造成了嚴重破壞。
氣候變化已經摧毀了澳大利亞的巨型海帶,但科學家們希望谷歌的人工智能計劃能夠幫助恢復對海洋健康和沿海經濟至關重要的水下森林。
巨型海藻森林有助於保護海岸線免受風暴侵襲,為珍貴物種如鮑魚和龍蝦提供棲息地,併為海獅等動物提供庇護,吸引遊客。但海洋温度上升使巨型海藻缺乏營養,並引發了海膽入侵,導致澳大利亞塔斯馬尼亞島海底森林的95%消失,並在全球範圍內限制了它們。
“巨型海藻是一個基礎物種,但它們無法在那些條件下生存,”澳大利亞國家藻類培養收藏處主任Anusuya Willis在澳大利亞科學與工業研究組織(CSIRO)表示。“幾十年前,巨型海藻曾覆蓋了塔斯馬尼亞的大部分沿海地區。現在,只剩下幾個地方還有真正的結構性森林。”
週四宣佈的谷歌、澳大利亞科學家、自然保護協會和其他環保組織之間的合作旨在通過兩種人工智能策略扭轉這一衰退。第一種策略將首先在塔斯馬尼亞,然後在澳大利亞大陸海域定位殘存的海藻林。第二種策略旨在識別耐熱品種的巨型海藻。
這兩種策略都需要分析大量數據。這就是人工智能發揮作用的地方。為了定位倖存的海藻林,研究人員將使用谷歌雲的Vertex AI平台掃描7,000平方公里(2,700平方英里)海域的衞星圖像。
算法經過訓練,可以檢測圖像中指示海帶存在的信號,包括在人眼看不見的近紅外波長中,來自大型藻類的獨特反射。人工智能還必須區分生長中的巨型海帶和被風暴打斷的自由漂浮的海帶。此類技術先前已被用於估算加利福尼亞海帶森林的規模和檢測鯨魚。
“我們的想法是創建一個殘存海帶森林的基準國家地圖,這實際上以前從未存在過,” Google Cloud APAC可持續業務負責人Leah Kaplan説道。這些地圖將被自然保護協會及其合作伙伴用來指導種植更耐熱品種的海帶。
週三,Kaplan在塔斯馬尼亞霍巴特發表講話時指出,當天下午氣温達到36攝氏度(97華氏度),這在正常情況下應該是一個温和的夏日。該島距離南極洲僅2575公里(1600英里),但據Willis稱,塔斯馬尼亞已經經歷了為期六週的海洋熱浪,海洋温度達到20攝氏度。
“這對於喜歡低於18度的海帶來説真的很有壓力,”她説道。“海洋熱浪會使平均温度長時間超過18度,從而摧毀所有種羣。”
Willis和她的同事將在為期三年的項目中使用谷歌的人工智能來識別使某些品種比其他品種更耐熱的海帶的遺傳特徵。這些數據將用於培育在移植到海洋時具有更大存活機會的品種。
“將有許多因素使得特定的海帶能夠承受温度,而我們並不知道它們是什麼,”威利斯説。“因此,這將涉及大量數據,這就是人工智能發揮作用的地方,幫助我們整理和分析數據,以找出我們需要了解的部分。”
目標是恢復澳大利亞巨型海帶森林的30%。“我們希望確保正在進行的這些恢復工作未來能夠成功,並且海帶能夠承受未來20到30年發生的變化,”她説。