Щоб краще зрозуміти верхній шар ґрунту планети, міжнародна команда вчених, включаючи дослідників з Університету Флориди, створила перші глобальні карти ключових властивостей ґрунту з високою роздільною здатністю.

Їхня оцінка, опублікована в журналі The Innovation, може вплинути на все: від управління сільським господарством та сталого використання ресурсів до водної та продовольчої безпеки.

Робота об’єднує понад 150 000 спостережень за ґрунтом, включаючи дані приватних досліджень, щоб виявити властивості здоров’я ґрунту, такі як запас органічного вуглецю, вміст глини, pH та об’ємна щільність. Тут використовуються передові технології спостереження Землі та моделі машинного навчання для створення карт з роздільною здатністю 90 метрів. Цей рівень деталізації є вищим, ніж у будь-якому попередньому глобальному наборі даних про ґрунти.

Карти є загальнодоступними для дослідників, політиків та глобальних організацій розвитку, і вони дозволяють користувачам візуалізувати та аналізувати характеристики ґрунту на різних континентах.

Аналіз здоров’я ґрунту

З огляду на постійний тиск, пов’язаний з погодними умовами, такий як повені та хвилі спеки, та дефіцит продовольства, проєкт надає знання, які допоможуть управляти ґрунтом. Результати дослідження показують, що 64% верхнього шару ґрунту у світі є піщаним і схильним до деградації. Це підкреслює вразливість глобальних продовольчих систем. Крім того, ґрунти під природною рослинністю зберігають до 60% більше органічного вуглецю, ніж оброблювані землі. Ця різниця має значення для родючості ґрунту та екологічної стійкості.

“Ця інформація необхідна для розуміння того, як здоров’я ґрунту пов’язане з ширшими екологічними та соціально-економічними проблемами”, — сказала Сабіна Грюнвальд, професор педометрії, геоштучного інтелекту та аналізу ландшафтів кафедри ґрунтів, води та екосистемних наук Інституту харчових та сільськогосподарських наук Університету Флориди (UF/IFAS), — “Поєднуючи дані дистанційного зондування високої роздільної здатності з прогнозними моделями штучного інтелекту, ми тепер можемо оцінювати мінливість ґрунту з набагато більшою точністю. Ми можемо робити це на регіональному та глобальному рівнях”.

Ніколаос Ціолас, доцент кафедри штучного інтелекту ґрунтознавства, зробив свій внесок у аспекти дослідження, пов’язані з наукою про дані та моделюванням.
“Це дослідження сприяє розвитку цифрового картографування ґрунту шляхом об’єднання спостереження Землі зі штучним інтелектом”, — сказав він, — “Покращена просторова деталізація дозволяє використовувати більш цілеспрямовані стратегії управління земельними ресурсами, особливо в районах, які найбільше ризикують деградацією або продовольчою небезпекою”.

Окрім картографування властивостей ґрунту, дослідження пов’язує ці змінні навколишнього середовища із соціально-економічними даними. Прикладами є рівень бідності та продуктивність сільського господарства. Ця інтеграція допомагає встановити те, що автори називають “зв’язком між ґрунтом і людиною”.

“Так само, як близькість до води допомагає цивілізаціям розвиватися, ми бачимо не менш важливий зв’язок між здоров’ям ґрунту та процвітанням людства”, – сказав Ціолас.

Наслідки для глобальної політики

Дослідження показує, що 10 найбільших за площею країн разом зберігають 75% світових запасів органічного вуглецю в ґрунті. Однак найбідніші країни стикаються з найбільшою деградацією ґрунту.

Грюнвальд сказала, що це відкриття підтверджує необхідність політики, що враховує особливості ґрунту та спрямована на забезпечення рівності, сталого розвитку та довгострокової стійкості.

“Цей тип роботи є важливим, якщо ми хочемо мати науково обґрунтовані стратегії для сталого розвитку як людей, так і планети», – сказала вона. «Ми картографуємо ґрунт, але ми також картографуємо соціальні та економічні можливості, які ґрунт може підтримувати”.

— Текст Майка Лоїццо, спеціаліста з комунікацій кафедри ґрунтознавства, води та екосистемних наук Університету Флориди/IFAS.