Intelligenza artificiale e foreste: l'indagine di Unibo per capire e proteggere le foreste del pianeta
Bologna, 27 novembre 2023 – L'intelligenza artificiale per salvare le nostre foreste. E' questa la sfida dell’Università di Bologna promossa dagli studiosi della Global Forest Biodiversity Initiative, per conoscere meglio e capire come proteggere il polmone verde del pianeta.
L’importanza dello studio è testimoniata anche dalla collaborazione tra ricercatori e tecnologia, che hanno unito le forze per la salvaguardia delle foreste.
"Grazie al contributo combinato di centinaia di ricercatori e dell'intelligenza artificiale – afferma Roberto Cazzolla Gatti, professore al Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Bologna e coautore dei tre studi – è stato possibile far fare alla scienza un grande salto in avanti nella comprensione dell’ecologia delle foreste del mondo ed evidenziare così ulteriormente la necessità della loro protezione”.
Un’indagine che proprio senza l’apporto dell’intelligenza artificiale non sarebbe potuta esistere. "Senza la capacità di calcolo dei supercomputer e dell’intelligenza artificiale – spiega Cazzolla Gatti – avremmo avuto bisogno di decine di anni e migliaia di persone dedicate, senza nemmeno la certezza di ottenere delle stime e delle previsioni attendibili".
Specie aliene e diversità native
I risultati, pubblicati in tre articoli scientifici, due dei quali usciti su Nature e uno su Nature Plants, hanno coinvolto tre temi principali. Il primo è stato l'invasione di alberi non autoctoni nelle foreste, fenomeno fondamentale per tutelare gli ecosistemi nativi dalla diffusione di specie invasive. Con il supporto della tecnologia, gli studiosi sono arrivati a conclusioni altrimenti impossibili, determinando temperatura e precipitazioni come fattori che portano alle specie aliene.
Foreste come serbatoi di carbonio
Il secondo tema ha riguardato le capacità delle foreste di diventare serbatoi di carbonio terrestre. Ma qual è il potenziale globale di carbonio che le foreste potrebbero trattenere? Dallo studio emerge che ad oggi il carbonio forestale globale è al di sotto del potenziale naturale.
"Sebbene le foreste non possano da sole sostituire la necessaria riduzione delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera – spiega Cazzolla Gatti – i nostri risultati supportano l’idea che la conservazione, il ripristino e la gestione sostenibile di diverse foreste possano offrire contributi preziosi per raggiungere gli obiettivi globali per la tutela del clima e della biodiversità. Le foreste sono insomma un importante serbatoio di carbonio terrestre, ma i cambiamenti nel clima e nell’uso del territorio riducono la loro capacità di assorbimento".
Tipi di foglie
Un altro aspetto affrontato nel lavoro di indagine, è stata la variazione globale del tipo di foglia negli alberi, per capire il ruolo delle specie arboree negli ecosistemi terrestri, inclusi il ciclo del carbonio, dell’acqua e dei nutrienti.
In questo modo, gli scienziati hanno scoperto che la variazione globale tra sempreverdi e decidue è determinata principalmente dall’isotermia e dalle caratteristiche del suolo, mentre la tipologia di foglie è determinata prevalentemente dalla temperatura. In particolare, hanno stimato come il 38% degli alberi globali siano sempreverdi a foglia aghiforme, il 29% siano sempreverdi a foglia larga, il 27% siano decidui a foglia larga e il 5% siano decidui a foglia aghiforme.
Cambiamento climatico
Cazzolla Gatti mette poi in guardia sulle condizioni climatiche che affronteranno le foreste, sempre più in pericolo. "A seconda dei futuri scenari di emissioni di gas climalteranti, entro la fine del secolo una quota compresa tra il 17 e il 34 per cento delle aree forestali sperimenterà condizioni climatiche che attualmente supportano un diverso tipo di foresta: fino a un terzo del polmone verde terrestre potrà quindi essere sottoposto a un forte stress climatico".
Ecco perché lo studio compiuto insieme all’intelligenza artificiale potrebbe risultare decisivo per salvaguardare il polmone verde della Terra. "Quantificando la distribuzione dei tipi di foglie degli alberi e la biomassa corrispondente – continua il coautore – e identificando le regioni in cui il cambiamento climatico eserciterà la maggiore pressione sugli attuali tipi di foglie, i risultati di questo studio possono aiutare a migliorare le previsioni sul funzionamento degli ecosistemi forestali e del ciclo del carbonio".