Innovazione sostenibile

Horizon BIOservicES: l’AI per monitorare la biodiversità del suolo



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Il progetto quinquennale Horizon BIOservicES mira a identificare i fattori chiave che influenzano la biodiversità dei suoli, sviluppare nuovi indicatori e sistemi di monitoraggio e valutare il valore economico dei servizi ecosistemici. Con il contributo del CREA e l’impiego dell’intelligenza artificiale, l’obiettivo è migliorare la gestione e salute del suolo, accrescendo le riserve di carbonio

Pubblicato il 14 feb 2024



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La capacità di mantenere un suolo sano è fondamentale per assicurare la produzione di cibo, beni e servizi. E la biodiversità svolge un ruolo cruciale sia in termini di prevenzione del degrado dei terreni che di miglioramento della loro salute. Su questo fattore e sul modo in cui interagisce con gli organismi che popolano il suolo si interrogherà il progetto quinquennale HORIZION BIOservicES – Linking soil biodiversity and ecosystem functions and services in different land uses (Collegare la biodiversità del suolo con le funzioni e i servizi ecosistemici nei diversi usi del suolo), recentemente avviato, che vede tra i suoi partner l’ente di ricerca agroalimentare italiano CREA (Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria), con i suoi centri di Agricoltura e Ambiente e di Genomica e Bioinformatica.

Alla ricerca dei driver e dei sistemi per monitorare la biodiversità

Il progetto mira a identificare i fattori chiave che influenzano l’aumento o la diminuzione della biodiversità dei suoli (e quindi la resilienza ai cambiamenti climatici), nonché a sviluppare nuovi indicatori e sistemi di monitoraggio per migliorarne la gestione. In parallelo, sarà valutato anche il valore economico dei servizi ecosistemici forniti dalla biodiversità.

Il progetto interesserà 25 siti sperimentali dislocati in rappresentanza delle principali aree pedoclimatiche europee (regioni alpine in Svizzera, regioni atlantiche e mediterranee in Spagna, regioni continentali in Germania e regioni boreali in Lettonia) con diverse condizioni di salute del suolo (bassa, media ed elevata), che veranno monitorati per raccogliere dati ambientali, sociali ed economici e sulla biodiversità del suolo.

Saranno inoltre studiate 8 tipologie di uso del suolo, selezionate per valutare l’impatto umano e gli effetti delle pratiche di gestione sostenibile e delle azioni di ripristino.

I dati raccolti saranno analizzati con strumenti che fanno leva sulla intelligenza artificiale (IA), per ottenere informazioni sulle interazioni tra la biodiversità, le funzioni e i servizi ecosistemici dei suoli, identificando in questo modo gli organismi chiave per le funzioni del suolo, quelli più sensibili e quelli più resistenti alle pressioni, inclusi i cambiamenti climatici.

Studiare la biodiversità per immagazzinare il carbonio nel suolo

La maggiore comprensione e conoscenza dei meccanismi e delle sinergie che si vengono a creare fra il suolo, i suoi principali organismi e la fornitura di servizi ecosistemici nei suoi differenti usi, ha ricadute non solo ambientali (prodotti salutari, acqua e aria pulite, regolazione del clima e habitat adeguati al benessere umano) ma anche economiche, tra cui anche la generazione di crediti di carbonio, il che apre la strada al cosiddetto Carbon Farming.

Infatti, individuando gli organismi responsabili del sequestro e della conservazione del carbonio, e adottando pratiche/strategie che ne favoriscano abbondanza e funzioni, si contribuirà ad accrescere le riserve di carbonio organico nel suolo.

Inoltre, sarà realizzata una piattaforma di condivisione delle conoscenze a disposizione degli stakeholders, per integrare tutte le conoscenze sulla biodiversità e sulla salute del suolo, nell’ottica di una sua pianificazione e gestione orientata alla sostenibilità.

Il contributo di CREA all’ Horizon BIOservicES

Il ruolo del CREA nel progetto sarà quello di raccogliere ed analizzare tutti i campioni provenienti dai siti sperimentali, determinando le cellule “non vitali”, ovvero metabolicamente inattive o in stato di dormienza, per ottenere una misura indiretta dell’attività metabolica del suolo.

Grazie all’uso dell’intelligenza artificiale (nello specifico, apprendimento statistico e modelli predittivi), il CREA individuerà la relazione tra gli organismi del suolo e i servizi ecosistemici, stimando l’effetto del climate change e/o dell’uso del suolo sulla microbiodiversità.

Infine, svilupperà un set di indicatori per collegare la biodiversità con i servizi ecosistemici e algoritmi basati su machine learning per estendere i risultati a scale spaziali più ampie.

Tra i partner del progetto figurano l’Università politecnica di Cartagena (Spagna; coordinatore), Institute for Agricultural, Fisheries and Food Research (Belgio), Thünen Institute, Federal Research Institute for Rural Area, Forests and Fisheries (Germania), CREA, Zabala Innovation Consulting (Spagna), Spanish National Research Council (Spagna), Technical University of Munich (Germany), Wageningen University (Paesi Bassi), Latvian State Forest Research Institute “Silava” (Lettonia), Università della Tuscia (Italia), Agrocultivate – Spagna, Foundation Juana de Vega (Spagna), Flächenagentur Rheinland GmbH (Germania), SIA Rigas Mezi (Lettonia), Research Institute of Organic Agriculture (Svizzera) e Arizona Board of Regents for and on behalf of Northern Arizona University (Stati Uniti d’America).

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