Біорізноманіття сільськогосподарських угідь відіграє вирішальну роль у підтримці здорових екосистем та продуктивних сільськогосподарських ландшафтів. Однак по всій Європі сільськогосподарські птахи – ключові показники здоров'я навколишнього середовища – зазнали різкого скорочення через інтенсифікацію сільського господарства.
Пролітаючи над полями Бранденбурга у східній Німеччині, два супутники виконують роботу, яку армія орнітологів ніколи б не змогла. Кожні кілька днів супутники ЄС... Sentinel-2 Супутники отримують зображення мільйонів сільськогосподарських полів по всій Європі з високою роздільною здатністю, створюючи постійно оновлювану картину ландшафтів континенту.
Докторка Аннет Фрік, керівник відділу дистанційного зондування німецької екологічної консалтингової компанії LUP, провела останні три роки, допомагаючи перетворити цей потік даних на практичний інструмент для збереження природи.
Завдяки проєкту BirdWatch, що фінансується ЄС та керується Агентством Європейського Союзу з космічної програми, вона та її колеги розробили систему, яка використовує супутникові спостереження та штучний інтелект для оцінки придатності сільськогосподарських угідь для птахів та визначення місць, де заходи з охорони природи, ймовірно, матимуть найбільший вплив.
Падаючі популяції птахів
Потреба нагальна. Згідно з Загальноєвропейська схема моніторингу поширених птахівпопуляції поширених птахів у Європі скоротилися на 19% з 1980 року. Для сільськогосподарських видів, таких як жовті молотки, ластівки та горлиці, скорочення сягає 58%.
Ці втрати відображають десятиліття інтенсифікації сільського господарства. Ландшафти, колись багаті на живоплоти, луки, невеликі ліси та польові квіти, дедалі більше поступаються місцем величезним просторам монокультурних культур, залишаючи менше місця для процвітання дикої природи.
За словами Фріка, зменшення популяції сільськогосподарських птахів є попереджувальним знаком того, що багато сільськогосподарських ландшафтів більше не функціонують як здорові екосистеми.
"
Для забезпечення продовольчої стабільності та безпеки потрібні стабільні та стійкі екосистеми. Потрібні різноманітні, а не монокультурні ландшафти.
Багато сільськогосподарських птахів вважаються видами-парасольками, пояснила вона. Їхня присутність чи відсутність може багато розповісти про загальний стан екосистеми. Якщо умови сприятливі для цих птахів, вони часто підходять і для багатьох інших рослин і тварин.
Це важливо не лише для збереження дикої природи, а й для людей. Здорові екосистеми допомагають підтримувати родючі ґрунти, підтримують запилювачів, регулюють рівень води та забезпечують природний захист від шкідників і хвороб.
«Для забезпечення продовольчої стабільності та безпеки потрібні стабільні екосистеми, стійкі, наприклад, до зміни клімату, шкідників та хвороб рослин», – сказав Фрік. «Тому потрібні різноманітні, а не монокультурні ландшафти».
Захист біорізноманіття став центральною метою європейської екологічної політики. Стратегія ЄС щодо біорізноманіття до 2030 року спрямована на відновлення деградованих екосистем та збільшення кількості ландшафтних елементів з високим рівнем різноманітності на сільськогосподарських угіддях.
Директиви про птахів та середовище існування забезпечують правову основу для захисту найвразливіших видів та середовищ існування Європи.
Однак досягнення цих цілей вимагає точної інформації про те, де біорізноманіття процвітає, де воно перебуває під тиском і які форми втручання принесуть найбільшу користь.
Точність супутників
Ініціатива BirdWatch, яка завершилася в січні 2026 року, була розроблена, щоб допомогти відповісти на ці питання. Оцінки збереження традиційно спиралися на польові дослідження, коли дослідники фіксували спостереження за видами на місцях. Хоча це залишається важливим, воно часто є трудомістким, дорогим і важко масштабованим у великих регіонах.
«Це робилося й у минулому, але не в тому просторовому масштабі, який дійсно потрібен, щоб щось змінити», – пояснив Фрік.
Команда BirdWatch поєднала дані спостереження Землі за допомогою супутникової програми ЄС Sentinel з моделями придатності середовищ існування, щоб створити ширшу картину сільськогосподарських ландшафтів.
Супутникові знімки надали інформацію про покрив пологу дерев, типи сільськогосподарських культур та використання навколишніх земель, таких як луки, ліси та міські райони, для мільйонів земельних ділянок. Дослідники також включили місцеву інформацію про землекористування від муніципалітетів та інших організацій для перевірки та уточнення цих даних.
Система виходить за рамки звичайної фотографії. Використовуючи радіолокаційні спостереження із супутника Sentinel-1, який пролітає над Європою кожні шість днів, команда також змогла оцінити вологість ґрунту.
«Коли радар дивиться на райони, багаті на воду, сигнал, який він отримує, легко розпізнається як земля, покрита водою, або земля, особливо багата на воду», – пояснив доктор Бартоломео Вентура, дослідник дистанційного зондування в Eurac Research в Італії та член команди BirdWatch.
У поєднанні з оптичними зображеннями ці вимірювання дозволили дослідникам створити детальні карти, що показують, як змінюється вологість ґрунту в різних ландшафтах та землекористуваннях.
Отриману інформацію про посівний покрив, структуру рослинності, землекористування та умови вологості потім поєднали з моделями середовищ існування для 10 видів птахів-індикаторів сільськогосподарських угідь. Результатом є детальна оцінка того, де умови є придатними – або можуть стати придатними – для кожного виду.
Зробіть кожне євро на рахунку
Але команда BirdWatch зробила більше, ніж просто визначила середовище існування. Платформа також вирішує практичне питання, з яким стикаються політики, природоохоронні організації та фінансові установи: куди слід інвестувати обмежені ресурси, щоб отримати найбільшу екологічну віддачу?
Щоб відповісти на це питання, дослідники розробили систему оптимізації на базі штучного інтелекту. Користувачі можуть тестувати різні сценарії та бюджети щодо збереження, що дозволяє платформі визначати заходи, які найімовірніше покращать середовища існування птахів.
Можливі варіанти включають посадку живоплотів та квіткових смуг, перетворення орних земель на пасовища та диверсифікацію сівозмін.
Систему було протестовано у чотирьох пілотних регіонах: Бранденбург у Німеччині, Фландрія у Бельгії, Литва та Південний Тіроль в Італії.
У Бранденбурзі дослідники порівняли різні стратегії збереження природи, використовуючи гіпотетичний бюджет у 1 мільйон євро. Вони спробували зосередити інвестиції на природоохоронних територіях, зосередившись на Визначено ЄС заповідні території лише для птахів або ж дозволяючи системі визначати пріоритетні ділянки по всьому регіону.
"
Це робилося й у минулому, але не в тому просторовому масштабі, який дійсно потрібен для змін.
Робота також виявила важливість місцевих знань. Хоча дослідники спочатку сподівалися створити моделі середовищ існування, що охоплюють усю Європу, вони виявили, що регіональні умови були просто надто різними.
«Ми виявили, що дуже важливо мати регіоналізовані знання», – сказав Фрік. «Універсальна модель насправді не працює, особливо для моделей середовища існування».
Це, пояснила вона, пояснюється тим, що умови середовища існування значно відрізняються по всій Європі, а види птахів схильні адаптуватися до місцевих умов. Як наслідок, моделі середовища існування окремих видів на рівні континенту недостатньо деталізовані. Щоб отримати корисні результати, видам потрібні різні моделі для різних регіонів.
Орієнтація на біорізноманіття
Сьогодні Платформа BirdWatch є загальнодоступною та надає карти придатності середовищ існування та сценарії охорони природи для своїх пілотних регіонів. Регіональні органи влади та природоохоронні організації з усієї Європи вже висловили зацікавленість в адаптації цього підходу до власних ландшафтів та видів.
Ідея полягає в тому, що проведена робота може допомогти політикам досягти цілей Стратегії ЄС щодо біорізноманіття на період до 2030 року. Стратегія спрямована на зупинення втрати біорізноманіття та відновлення деградованих екосистем, включаючи ціль, щоб щонайменше 10% сільськогосподарських угідь містили ландшафтні елементи з високим рівнем різноманітності.
Це значний виклик. У Бранденбурзі, де майже половина земель використовується для сільського господарства, нещодавнє дослідження показало, що 94% сільськогосподарських угідь не досягають цільового показника в 10%. Платформа BirdWatch розроблена, щоб допомогти визначити, де заходи з охорони природи можуть принести найбільшу користь, допомагаючи владі та фінансуючим органам ефективніше спрямовувати ресурси.
Для Фріка ключовим внеском проєкту є демонстрація того, що сучасні технології спостереження за Землею можуть підтримувати планування біорізноманіття у безпрецедентних масштабах.
«Нашим найбільшим досягненням було показати, що просторова оптимізація працює в масштабі, на мільйонах ділянок, у реальних ландшафтах», – сказала вона. «Ми можемо бачити, для всієї Німеччини, для кожного поля, чи є умови придатними для птахів, яких ми хочемо захистити. І для більшості з них зараз це не так».
Дослідження, наведене в цій статті, фінансувалося програмою ЄС «Горизонт». Думки респондентів не обов’язково відображають погляди Європейської Комісії. Якщо вам сподобалася ця стаття, будь ласка, поділіться нею в соціальних мережах.
