Τι σημαίνει για το έδαφος να είναι υγιές;
Η Yushu Xia συλλέγει δείγματα βιομάζας καλλιεργειών κάλυψης σε ένα βιολογικό χωράφι στο Ιλινόις.Από Michelle Wander.
Η Yushu Xia είναι επίκουρη καθηγήτρια έρευνας στο Παρατηρητήριο της Γης Lamont-Doherty, ένα ερευνητικό ινστιτούτο της Σχολής Κλίματος του Πανεπιστημίου Columbia, όπου ηγείται του Εργαστηρίου Εδαφικών Συστημάτων. Η έρευνά της επικεντρώνεται στην αξιολόγηση και τη μοντελοποίηση της υγείας του εδάφους, με πρωταρχικό στόχο την ταυτόχρονη προώθηση της γεωργικής παραγωγικότητας, της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας και των οφελών για τα οικοσυστήματα.
Βελτιώνοντας την υγεία του εδάφους, η Xia στοχεύει στη μείωση των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων, ενθαρρύνοντας παράλληλα βασικά θετικά αποτελέσματα όπως η αποθήκευση άνθρακα, η κατακράτηση νερού και η βιοποικιλότητα. Το έργο της γεφυρώνει την επιστήμη πεδίου και την προηγμένη μοντελοποίηση -συμπεριλαμβανομένης της τεχνητής νοημοσύνης και των μοντέλων που βασίζονται σε διαδικασίες- για να διαμορφώσει πιο ανθεκτικές στρατηγικές διαχείρισης γης που ωφελούν τους αγρότες, τους κτηνοτρόφους, τις κοινότητες και τον πλανήτη.
Η Xia ήρθε στο Κολούμπια το 2024, αφού ολοκλήρωσε το διδακτορικό της στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις στην Ουρμπάνα-Σαμπέιν, καθώς και μια μεταδιδακτορική υποτροφία στο Κέντρο Έρευνας Κλίματος Woodwell. Κατά τη διάρκεια της μεταδιδακτορικής της υποτροφίας, ανέπτυξε ένα μοντέλο σύντηξης για την εκτίμηση της δυναμικής του άνθρακα συνδυάζοντας την τηλεπισκόπηση με προσομοιώσεις που βασίζονται σε διαδικασίες. Τώρα στο Κολούμπια, η Xia συνεχίζει να βασίζεται σε αυτή τη βάση αξιοποιώντας πολλαπλούς τύπους συνόλων δεδομένων και εργαλείων μοντελοποίησης για τη βελτίωση της διαχείρισης του εδάφους - ένα κρίσιμο στοιχείο για τη βελτιστοποίηση της διαχείρισης του άνθρακα. Η έρευνά της συνδέει εμπειρικά δεδομένα πεδίου, εργαστηριακή εργασία, δεδομένα ερευνών, τηλεπισκόπηση και υπολογισμούς υψηλής απόδοσης για την καλύτερη κατανόηση και ενημέρωση των βιώσιμων πρακτικών χρήσης γης.
Στην καρδιά του έργου της Xia βρίσκεται ένα ουσιαστικό ερώτημα: Τι σημαίνει για το έδαφος να είναι υγιές;
Τα υγιή εδάφη θεωρούνται συνήθως γόνιμα και παραγωγικά, υποστηρίζοντας άμεσα τις αποδόσεις των καλλιεργειών και τα συστήματα τροφίμων - κρίσιμα αποτελέσματα για τους αγρότες και τους κτηνοτρόφους - αλλά η υγεία του εδάφους εκτείνεται πολύ πέρα από τη γεωργία. «Όταν έχουμε υγιή εδάφη», λέει, «συχνά βλέπουμε αυξημένη αποθήκευση άνθρακα, καλύτερη δυναμική του νερού και πιο ανθεκτικά οικοσυστήματα». Αυτή η αποθήκευση άνθρακα όχι μόνο ενισχύει τη μακροπρόθεσμη γονιμότητα, αλλά βοηθά επίσης στη μείωση του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα. Μέσω της έρευνάς της, η Xia εντοπίζει και προωθεί πρακτικές διαχείρισης γης που διατηρούν και βελτιώνουν την υγεία του εδάφους σε μια σειρά τοπίων, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών εκτάσεων, των βοσκοτόπων και των δασικών περιβαλλόντων.
Ένα άλλο επίκεντρο της έρευνας της Xia είναι ο τρόπος αξιοποίησης του αυξανόμενου όγκου περιβαλλοντικών και γεωργικών δεδομένων για την καλύτερη ποσοτικοποίηση της υγείας του εδάφους, καθώς και για την καθοδήγηση της διαχείρισης της γης και της λήψης αποφάσεων. Το έργο της βρίσκεται στη διασταύρωση της επιστήμης του εδάφους, της επιστήμης δεδομένων και της τεχνητής νοημοσύνης. «Έχουμε δεδομένα πεδίου, εργαστηριακές αναλύσεις, δορυφορικές εικόνες και δεδομένα ερευνών — αλλά έχουμε επίσης μια σειρά προσεγγίσεων μοντελοποίησης, από μηχανική μάθηση έως προσομοιώσεις που βασίζονται σε διαδικασίες», εξηγεί. Η ομάδα της χρησιμοποιεί ψηφιακή χαρτογράφηση εδάφους και μοντέλα που βασίζονται σε διαδικασίες που προσομοιώνουν εδαφικές διεργασίες όπως η αποσύνθεση, η υδρολογία και η ανταλλαγή αερίων. Αυτά τα εργαλεία επιτρέπουν χωρικές και χρονικές προβολές σε διαφορετικές κλίμακες και μπορούν να μετατραπούν σε πλατφόρμες υποστήριξης αποφάσεων για κτηνοτρόφους, αγρότες και υπεύθυνους χάραξης πολιτικής.
«Η βελτίωση της υγείας του εδάφους σημαίνει βελτίωση της υγείας των ανθρώπων, των ζώων και του περιβάλλοντος - και διασφάλιση ενός καλύτερου μέλλοντος για τα συστήματα τροφίμων και ύδρευσης, τις κοινότητές μας και τον πλανήτη.»
Για παράδειγμα, σε ένα έργο, η ομάδα της Xia δημιουργεί μια διαδικτυακή εφαρμογή για να βοηθήσει τους κτηνοτρόφους και τους αγρότες να απεικονίσουν πώς διαφορετικές στρατηγικές διαχείρισης γης - όπως η ένταση της βόσκησης ή η μεταβλητότητα των βροχοπτώσεων - μπορούν να επηρεάσουν την παραγωγικότητα, την αποθήκευση άνθρακα και τη διαθεσιμότητα νερού. Επιπλέον, σε μια ξεχωριστή προσπάθεια, η Xia ηγείται της εφαρμογής ενός εργαλείου διασύγκρισης και συνόλου πολλαπλών μοντέλων, συνεργαζόμενη με μεγάλες ομάδες μοντελοποίησης εδάφους για τη βελτίωση των εκτιμήσεων βασικών δεικτών που σχετίζονται με τον κύκλο άνθρακα και αζώτου στο έδαφος. «Αυτά τα εργαλεία θα βοηθήσουν τους ανθρώπους να δουν τι λειτουργεί και πού μπορούν να προσαρμοστούν», λέει η Xia.
Ωστόσο, για να καταστούν αποτελεσματικά τέτοια εργαλεία, τα υποκείμενα δεδομένα πρέπει να βελτιωθούν και να επεκταθούν, όπως εξηγεί περαιτέρω η Xia: «Τα περισσότερα συμβατικά δεδομένα για το έδαφος προέρχονται από έρευνες, αλλά τα δεδομένα και οι έρευνες συχνά περιορίζονται στο πόσο καλά καταγράφουν τις αλλαγές με την πάροδο του χρόνου ή αντανακλούν τις ποικίλες χρήσεις γης. Εντοπίζοντας πού βρίσκονται τα κενά - και συνδυάζοντας αυτές τις έρευνες με εργαλεία τηλεπισκόπησης και μοντελοποίησης - μπορούμε να βελτιώσουμε τις προβλέψεις στις οποίες βασίζονται οι αγρότες, οι οικολόγοι και οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής».
Μια βασική πρόκληση, ωστόσο, είναι η προστασία του απορρήτου των δεδομένων. «Πρέπει να υπάρχουν δημιουργικές μέθοδοι όπου άτομα με συμφωνίες μπορούν να χρησιμοποιούν δεδομένα τοποθεσίας και διαχείρισης για να εξάγουν σύνολα δεδομένων εισόδου μοντέλου, αλλά μπορούν επίσης να προστατεύσουν αυτά τα δεδομένα μετά την κατασκευή του μοντέλου», λέει η Xia. Αυτό περιλαμβάνει τη γεφύρωση της επιστημονικής καινοτομίας με ηθικές πρακτικές δεδομένων, ειδικά όταν εργάζεστε με κοινοτικές και μη ομοσπονδιακές πηγές. Για την επίτευξη αυτών των στόχων, η Xia ηγείται επί του παρόντος ενός έργου σε συνεργασία με το Εθνικό Κέντρο Εδαφολογικής Έρευνας για την ανάπτυξη διαδικτυακών εργαλείων που είναι πρακτικά και αξιόπιστα για τα ενδιαφερόμενα μέρη.
Η προσωπική έμπνευση, μαζί με τη βαθιά ανησυχία για το περιβάλλον, διαμόρφωσαν την πορεία της Xia στην έρευνα της επιστήμης του εδάφους. «Ο παππούς μου ήταν καθηγητής γεωλογίας και ένας ταλαντούχος αφηγητής επιστημών. Συνήθιζε να γράφει παιδικά βιβλία που έκαναν την επιστήμη διασκεδαστική και προσβάσιμη», θυμάται. «Μεγάλωσα παίζοντας με το έδαφος και βλέποντας πώς η επιστήμη μπορούσε να κοινοποιηθεί με τρόπο που να πυροδοτούσε την περιέργεια». Ταυτόχρονα, μεγάλωνε σε έναν κόσμο που σημαδεύτηκε όλο και περισσότερο από ειδήσεις για περιβαλλοντική μόλυνση και υποβάθμιση. «Ως κάποιος που ήταν ανήσυχος πολίτης, ήθελα να εργαστώ σε κάτι που θα μπορούσε πραγματικά να κάνει τη διαφορά», λέει.
Αυτή η αίσθηση σκοπού συνεχίζει να καθοδηγεί το έργο της Xia, καθώς είναι παθιασμένη με την ενσωμάτωση της έρευνας με την εκπαίδευση και τη συμμετοχή του κοινού. Ελπίζει να παρακινήσει την επόμενη γενιά ακαδημαϊκών επιστημόνων, καθώς και πολιτών επιστημόνων, καθιστώντας τα ευρήματά της προσβάσιμα μέσω της προσέγγισης, των εργαλείων υποστήριξης αποφάσεων και των κοινοτικών συνεργασιών. «Όλοι βρίσκονται αρκετά κοντά στο έδαφος και το νερό με κάποιο τρόπο», λέει. «Είτε πρόκειται για τροφή, γη είτε για κοινοτικούς κήπους, το έδαφος είναι κάτι με το οποίο όλοι αλληλεπιδρούμε».
Καθώς επεκτείνει το εργαστήριό της, διδάσκει αγροοικολογία και καθοδηγεί την επόμενη γενιά επιστημόνων, η Yushu Xia δημιουργεί κάτι περισσότερο από απλά μοντέλα. Χτίζει επίσης γέφυρες μεταξύ δεδομένων και αποφάσεων, επιστήμης και κοινωνίας, καθώς και εδάφους και βιωσιμότητας. Θέλει να βελτιώσει την κατανόηση του τρόπου διαχείρισης της γης μας - όχι μόνο για τις τρέχουσες γενιές, αλλά και για το μέλλον. Η βελτίωση της υγείας του εδάφους σημαίνει βελτίωση της γονιμότητας, η οποία ωφελεί άμεσα τους αγρότες και τους κτηνοτρόφους, αλλά βοηθά επίσης στην αποθήκευση περισσότερου άνθρακα, ενισχύει τη διαθεσιμότητα νερού και υποστηρίζει την υγεία των ζώων και των ανθρώπων μέσω καλύτερων συστημάτων τροφίμων. Όπως τονίζει η Xia, «Το έδαφος έχει ισχυρές επιπτώσεις στις κοινότητες σε κάθε κλίμακα - και αυτό είναι που με παρακινεί να συνεχίσω αυτό το έργο».
Αυτό το άρθρο δημοσιεύτηκε αρχικά από το Columbia Research ως άρθρο του Ερευνητή του Μήνα .
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα της columbia.edu
https://news.climate.columbia.edu/2025/09/08/what-does-it-mean-for-soil-to-be-healthy/