Monitorare la biodiversità con le nuove tecnologie

Il monitoraggio ambientale e naturalistico è essenziale per comprendere e mitigare gli impatti dell’uomo sugli ecosistemi. Tuttavia, per essere affidabile ed efficace, deve essere effettuato seguendo metodiche precise e con una certa costanza. L’uso di strumenti avanzati è di aiuto in questo campo, perché consente di raccogliere dati più precisi e di intervenire tempestivamente nel caso in cui le condizioni cambino o diventino sfavorevoli. Droni, sensori e intelligenza artificiale permettono di osservare ambienti remoti e, allo stesso tempo, difficili da esplorare, fornendo informazioni cruciali per la protezione della biodiversità e la gestione sostenibile delle risorse naturali.

I droni stanno diventando sempre più importanti per il monitoraggio faunistico, consentendo di osservare le specie selvatiche senza disturbarle. Grazie a telecamere ad alta risoluzione e termocamere, i droni possono identificare animali in movimento e analizzare il loro comportamento, ma anche monitorare habitat difficili da raggiungere. Grazie alla loro capacità di rilevare anche animali di piccole dimensioni, i droni sono particolarmente utili per il monitoraggio di insetti alieni, come la cimice asiatica. Un’altra tecnologia innovativa è il DNA ambientale (eDNA), che permette di rilevare la presenza di specie analizzando tracce biologiche, come peli, scaglie o escrementi presenti nell’acqua, nel suolo e addirittura nell’aria. Questo metodo consente di individuare le tracce degli animali senza necessità di avvistarli o catturarli direttamente, risultando particolarmente utile per lo studio di specie elusive, in pericolo di estinzione o per studiare la variabilità genetica.

Le reti di sensori IoT permettono di effettuare un monitoraggio continuo, dettagliato e in tempo reale della qualità dell’aria, dell’acqua e del suolo, un ambiente in cui vivono molti importantissimi artropodi. Questi sensori, integrati con algoritmi di analisi in tempo reale, forniscono dati preziosi per valutare l’impatto dell’inquinamento e anche del cambiamento climatico. Agenzie ambientali come ARPA utilizzano questi strumenti per rilevare la presenza e la concentrazione di gas serra, particolato fine e altri inquinanti. Questi sistemi sono estremamente utili alla definizione di politiche ambientali mirate, come la gestione del traffico urbano, del riscaldamento e delle emissioni industriali. Inoltre, l’automazione di questi sistemi garantisce un monitoraggio più efficiente rispetto ai metodi tradizionali, migliorando la capacità di risposta agli eventi critici e ottimizzando la raccolta dei dati in tempo reale.

I satelliti rappresentano una risorsa per il monitoraggio, fornendo immagini ad alta risoluzione per controllare copertura forestale, espansione urbana, aree soggette a deforestazione, monitorare gli incendi anche in aree remote e rilevare le emissioni. Programmi come Copernicus e Landsat forniscono dati aggiornati e facilmente accessibili, che consentono a scienziati e governi di intervenire rapidamente in caso di emergenze e di sviluppare politiche per la salvaguardia ambientale e queste informazioni sono disponibili anche ai cittadini. Un esempio di tecnologia satellitare è Flora, la tecnologia sviluppata da XNatura in collaborazione con l'Agenzia Spaziale Europea. Grazie a immagini satellitari ad alta risoluzione e all’intelligenza artificiale, Flora permette di analizzare la composizione vegetale di un'area e il suo sviluppo nel tempo. Questo consente di misurare l’idoneità dell’habitat per gli impollinatori e valutare l’efficacia degli interventi di rigenerazione messi in atto.

L’intelligenza artificiale sta rivoluzionando molti settori e rappresenta una risorsa preziosa anche nell’ambito del monitoraggio della biodiversità, grazie alla possibilità di automatizzare l’analisi di immagini e dati ambientali. Utilizzando modelli di deep learning, è possibile identificare specie animali e vegetali attraverso algoritmi di riconoscimento di immagini, già in utilizzo su animali come i cetacei. Quando questi modelli saranno implementati, sarà possibile ridurre il margine di errore e velocizzare i processi di catalogazione. Inoltre, l’analisi dei big data permette di prevedere tendenze di deforestazione, diffusione di specie invasive e rischio di incendi, consentendo di adottare misure preventive basate su modelli predittivi altamente accurati. In Italia, per esempio, è in fase di studio un modello previsionale per la cimice asiatica.

Anche le applicazioni per dispositivi mobili contribuiscono a favorire una maggiore partecipazione del pubblico al monitoraggio della biodiversità. App come Biodiversa, permettono agli utenti di contribuire alla raccolta di dati tramite modelli che consentono il riconoscimento automatico delle specie attraverso fotografie scattate dal proprio smartphone. Nel caso di Biodiversa, al riconoscimento viene associato un sistema di punteggi, rendendo più interessante la raccolta di dati grazie alla gamification. Questo approccio basato sulla citizen science amplia il numero di osservazioni disponibili, aumentando la quantità e la qualità dei dati a disposizione degli scienziati che li studieranno. La partecipazione attiva della comunità rafforza anche la consapevolezza ambientale e l’impegno nella tutela della natura, contribuendo così a diffondere la cultura della difesa della natura tra i partecipanti.

La bioacustica è una disciplina che studia i suoni prodotti dagli organismi viventi: si concentra sull'analisi delle vocalizzazioni, dei suoni ambientali e delle interazioni sonore tra gli esseri viventi. La bioacustica è utilizzata per il monitoraggio ambientale perché consente di raccogliere informazioni sulla biodiversità e di studiare il comportamento degli animali tramite tecnologie non invasive. L’uso di microfoni e registratori avanzati permette di monitorare specie difficili da osservare direttamente, come gli insetti. Un esempio è Spectrum, un sensore bioacustico sviluppato da XNatura che rileva il ronzio di alcune specie di insetti, come api, bombi e altri imenotteri, ma anche sirfidi e coleotteri. Il sensore analizza anche i dati relativi all’abbondanza e alla frequenza dei ronzii, determinando quanti impollinatori sono presenti e quanto sono diversificati, un approccio che fornisce dati utili per la conservazione e la gestione degli ecosistemi naturali.

Le innovazioni tecnologiche nel monitoraggio della biodiversità rappresentano un potente strumento per la protezione ambientale, ma è fondamentale che il loro sviluppo sia sostenibile e orientato all’applicabilità pratica. Inoltre, la collaborazione tra scienziati, enti di ricerca, enti governativi e cittadini può amplificare l’efficacia di queste tecnologie, rendendo il monitoraggio ambientale sempre più accurato, preciso e alla portata di tutti. La sfida per il futuro, colta da 3Bee, è quella di integrare questi strumenti in strategie per la conservazione della biodiversità: XNatura, la divisione di Nature Intelligence 3Bee dedicata al monitoraggio ambientale è già all’avanguardia in questo campo, supportando imprese, municipalità e parchi naturali nel monitoraggio di natura, clima, acqua e biodiversità.