Yeni Araç Zeytin Meyve Sineğiyle Mücadelede Uydu Verilerini Kullanıyor

İtalya'nın Frascati kentindeki Avrupa Uzay Ajansı'nda düzenlenen son konferansta araştırmacılar, sergilendi mücadeleye ve önlemeye yardımcı olabilecek bir araç zeytin meyve sineği istila karşısında iklim değişikliği.

Proje, zeytin ağacının ve zeytin sineğinin biyolojik döngülerinin uydu verileriyle bütünleştirilmesinden kaynaklanıyor.

"İtalyan Ulusal Yeni Teknolojiler, Enerji ve Sürdürülebilir Ekonomik Kalkınma Ajansı'nda araştırmacı olan Luigi Ponti, "Bu projeyi devam eden haşere kontrol çabalarına yeni bir katkı olarak görmeliyiz" dedi. Olive Oil Times.

Proje için önemli bir veri kaynağı, NASA'nın Terra ve Aqua adlı iki uydusuna yerleştirilen orta çözünürlüklü görüntüleme spektroradyometre (MODIS) sensörleri kullanılarak yapılan uydu gözlemlerinden geliyor.

Son yirmi yıldır bu sensörler, bitki örtüsü endeksleri gibi çeşitli yüzey değişkenlerini ölçmenin yanı sıra son derece güvenilir kara yüzeyi sıcaklığı verileri de sağlıyor.

"Ponti, "Uzaydan yüzey sıcaklığını günlük zamansal çözünürlükle ölçtüler, ayrıca geçiş süreleri sayesinde yaklaşık günlük maksimum ve minimum sıcaklıkları yakaladılar" dedi. 

Projede Alman ortak firma Mundialis'in kurucusu Markus Neteler'in daha önce yaptığı araştırmada uydu gözlemlerinden sıcaklık verisi çıkarma yöntemi geliştirilmişti.

Ayrıca MODIS sensörlerinin bulutların içinden görüş sağlayamaması nedeniyle bulut örtüsünün neden olduğu boşlukları doldurmak için istatistik ve mekansal bilgiye dayalı bir metodoloji geliştirildi.

Ponti ve meslektaşları tarafından sunulan araştırma, bu geniş veri setini, Normalize Edilmiş Fark Bitki Örtüsü Endeksi (NDVI) olarak bilinen MODIS türevi bir bitki örtüsü endeksine bağlamayı amaçlıyordu.

MODIS NDVI, Dünya yüzeyindeki yeşil bitki örtüsünün miktarını ölçerek yıl boyunca arazi örtüsü hakkında bilgi sağlar. Bu bilgi, MODIS uydularından türetilen sıcaklık verilerini geliştirmek için kullanılabilir.

Bu yaklaşımın etkinliği, NDVI verilerini kullanarak MODIS'ten elde edilen kara yüzey sıcaklıklarını kalibre etmek için bir yöntem geliştiren bir İsrailli bilim insanları ekibinin daha önce yaptığı araştırmalara dayanmaktadır.

"Ponti, "Zeytin ağaçlarının gölgeliklerinin içine termometreler yerleştirdik ve MODIS uydularından elde edilen sıcaklığın, MODIS NDVI kullanılarak düzeltildiğinde gölgelik sıcaklığını en yakın hava istasyonundan daha iyi tahmin ettiğini gördük" dedi.

Bu veriler sayesinde hem bitkinin hem de zeytin sineğinin yaşadığı sıcaklığın tahmini yapılabiliyor.

"Ponti, "Gerçek bir tarımsal etki istiyorsak, gün be gün neler olduğunu gözlemlememiz gerekiyor, çünkü bitkiler ve etkileşim halindeki organizmalar bu şekilde çalışıyor" dedi.

Tarımsal ekosistemler hakkında son derece hassas bilgilere duyulan ihtiyaç, kâr amacı gütmeyen bilimsel konsorsiyum CASAS Global ile işbirliği içinde zeytin tarımsal ekosisteminin fizyolojik temelli demografik modelinin geliştirilmesine yol açtı.

Modelin çıktısı, zeytin ağacının ve zeytin sineğinin yaşam döngülerinin, aralarındaki etkileşimler de dahil olmak üzere, ayrıntılı ve gerçekçi bir biyolojik temsilidir.

Yukarıdan aşağıya (uydu verilerini kullanarak) yaklaşımı aşağıdan yukarıya (biyolojik mekanizmalar) yaklaşımla birleştiren bu tür modelleme, her ikisinin de sınırlamalarını ortadan kaldırır ve tarımsal yönetimde stratejik analiz için güçlü bir araç sunar.

Uydu gözlemleri, biyolojik modelleme ve açık kaynaklı coğrafi bilgi araçlarının birleşimi, araştırmacıların dinamikleri benzeri görülmemiş zamansal (günlük) ve mekansal (250 metre) çözünürlükle görselleştirmesine ve analiz etmesine olanak tanır.

"Ponti, "Bitki için [model] yaprak popülasyonlarını, dal popülasyonlarını ve kök popülasyonlarını simüle ediyor. Aynı temel modelle bitki organlarının veya böcek evrelerinin doğumunu, büyümesini, yaşlanmasını ve ölümünü simüle ediyor" dedi.

"Bu nedenle zeytin-zeytin meyve sineği sistemimizdeki hem böcekleri hem de bitkileri tanımlamak için aynı modeli kullanıyoruz" diye ekledi.

Bitki için birincil kaynak, topraktan gelen besin maddeleri ve su ile birlikte güneş radyasyonundaki enerjidir. Sinek için kaynak, beslendiği bitkidir: yumurtlamak için kaç tane zeytin bulabildiği. Yaşamsal oranları (büyüme, üreme) zeytinin bulunabilirliğine bağlıdır.

"Ponti, "Bu, modellere bir miktar biyolojik gerçekçilik kazandırıyor çünkü organizmaların karşılaştığı gerçek dünya kaynak kısıtlamalarıyla sınırlandırılıyorlar" dedi.

"Sinek zeytin bulamazsa, tıpkı doğada olduğu gibi üreme durgunluğuna girer. Yani, bu bir araç değildir. ​'"Bir istilayı kesin olarak tahmin edemezsiniz, ancak belirli koşullar altında ortamın bir istila için uygun olup olmadığını söyleyebilirsiniz" diye açıkladı.

"Söyleyemezsin ​'sinek yarın gelecek' diyebilirsin ama ​'Ponti, ''Bu alan şu anda sinek gelişimini destekleyecek koşullara sahip'' diye ekledi.

Tıpkı hava durumu tahminleri gibi, biyolojik tahminler de zordur. Hava durumu tahmininin kendisi, yaklaşık üç günlük kısa bir süreden daha uzun süreler için güvenilir kabul edilmez.

"Ponti, "Yine de biyolojik modellerimiz için girdi olarak hava durumu verilerini kullanıyoruz, dolayısıyla belirsizlik artıyor" dedi. ​"“Modellerimizin kattığı şey stratejik bilgidir.” 

Tahmin, ne zaman harekete geçeceğinizi gösterebilir; ancak bir şeyin neden gerçekleştiğini veya değişen bir iklimde daha etkili bir şekilde nasıl hazırlanacağınızı söyleyemez.

"Ponti, "Bu, sahadaki mekanizmaları ve dinamikleri anlamayı gerektirir" dedi. ​"Mesele şu: Zeytin sineği önemli bir zararlıysa, özellikle iklim değişikliği nedeniyle iklimle ilgili varsayımların geçerliliğini yitirdiği ve buna bağlı yönetim kurallarının artık geçerli olmayabileceği bir ortamda, onu ekonomik ve operasyonel olarak nasıl daha iyi yönetebiliriz?” 

"Bunu Endülüs'teki çalışmalarımızda açıkça gösterdik" diye konuştu. ​"Örneğin, bazı bölgelerde, yeterli soğutma saati yok artık zeytinlerde çiçeklenmeyi teşvik etmek için. Daha sıcak bölgelerde, sinek popülasyonu, sineğin termal toleransına yaklaşan veya onu aşan yüksek sıcaklıklar nedeniyle eşiğin altında kalır.” 

Daha kesin iklim ve bitki örtüsü bilgilerinin kullanılması, politika yapıcıların zararlı kontrol stratejilerini yeniden şekillendirmesine yardımcı olabilir.

Endülüs'te entegre kontrol örgütlerinin tedavileri izlediği ve reçetelediği bölgeye özgü müdahaleler ve politikalar, geçmiş verilerin analiz edilmesine dayanmaktadır.

"Örneğin, izleme geleneksel olarak Mayıs ayında başlayabilir, ancak kışlar daha sıcak geçiyorsa daha erken başlamak daha faydalı olabilir" dedi Ponti.

Zeytin meyve sineği hızlı bir popülasyon artışına sahiptir, zeytin ağacının yaşam döngüsüyle yakından senkronizedir ve zeytin meyvesi ve iklim uygun olduğu anda yıl boyunca üreyebilir. Bu onu dünya çapında zeytin mahsullerinin önemli bir zararlısı yapar.

"Ponti, "Erken dönemde izlenmezse ve kontrol altına alınmazsa, durum hızla kontrolden çıkar" dedi. ​"Bu nedenle en iyi yaklaşım, hatta izleme yapmak olabilir. ​'"Sessiz sezon, kış sonu veya ilkbahar başı. Gelecekteki iklim eğilimleriyle birlikte, proaktif olmak çok önemli olacak."

Hava giderek daha öngörülemez hale geldikçe ve aşırı olaylar yaygınlaştıkça ve artık istisnai olmaktan çıktıkça, tarım kuruluşlarının etkili koruma hizmetleri planlamaları giderek zorlaşmaktadır.

"Ponti, "Bu modelleme aracı, sahada olup bitenler hakkında gerçekçi bir görünüm sunuyor. Bunu, bu ölçekte ve bu süre boyunca yapılan saha gözlemleriyle asla elde edemezsiniz" dedi.

"Puglia'da, İtalyan ortağımız Recube tarafından sağlanan bulut bilişim sayesinde, yüz binlerce lokasyon için 20 metre çözünürlükte, günlük zaman diliminde 250 yıllık zeytin ve sinek dinamiklerini simüle ettik" diye ekledi.

"Aynı tür verileri saha gözlemlerinden elde etmek imkansız olurdu. Bu tür bir sistem size esasen ücretsiz olarak saha düzeyinde içgörü sağlar," diye devam etti Ponti.

İklimin bitki ve böcekleri farklı şekilde etkilemesi nedeniyle, aralarındaki etkileşim ve denge de değişiyor.

"Bunu bilmek önemlidir. Daha erken müdahale gibi farklı yönetim senaryolarını simüle edebilir ve bunun ne kadar faydalı olduğunu değerlendirebilirsiniz" dedi Ponti.

""Puglia'nın tamamında on yıllık saha denemeleri yapamazsınız. Ancak bu model bunu sanal olarak dakikalar içinde yapmanıza olanak tanır" diye ekledi. ​"Yani, kısa vadeli tahminler için uygun olmasa da (çünkü bu, mükemmel derecede ayrıntılı gerçek zamanlı biyolojik ve iklim verileri gerektirir), stratejik olarak tanımlama ve planlama yapmak için harika bir araçtır."

NASA Aqua ve Terra uyduları hizmet dışı bırakılma yolunda. Sonuç olarak, araştırmacılar halihazırda Eumetsat ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından fırlatılanlar gibi benzer sensörler taşıyan diğer uyduları kullanmak için çalışıyorlar.

Ajansın yeni nesil Sentinel uyduları yüksek mekansal çözünürlüğe sahip olup, yüzey sıcaklıklarını gözlemleyebiliyor.

"Ponti, "Ancak şu anda günlük zamansal çözünürlüğe sahip değiller, ancak gelecekteki Sentinel görevlerinde günlük çözünürlüğe ulaşma planları var" dedi.

""Bu, Dünya'daki yaşamı düzenleyen doğal döngüler olan sirkadiyen ritimler için hayati önem taşıyan günlük maksimum ve minimum sıcaklıkları sağlayamadıkları anlamına geliyor" diye açıkladı.

Uydudan elde edilen ve diğer iklim verileri, fizyolojik temelli demografik model istihbaratıyla birleştirildiğinde, önümüzdeki yıllarda yalnızca zeytinlikler için değil, araştırmacıların halihazırda incelediği birçok ürün için hayati önem taşıyabilir.

Proje, Avrupa Birliği tarafından finanse edilen Med-Gold projesi kapsamında geliştirilen BİT altyapısı esas alınarak TEBAKA projesi kapsamında yürütülmüştür.

Bu verilerin stratejiye yön verebilmesi için kamu kurumları ve bölgesel örgütlerin harekete geçmesi gerekiyor.

"Ponti, "Eksik olan şey, kullandığımız veri setinin 20'ten 2003'e kadar olan yaklaşık 2023 yılı kapsayan zaman serisini koruyup genişletirken gerekli bulut bilişimini destekleyecek araştırma ve proje kaynaklarıdır. Bu uzun ve değerli bir dönemdir" dedi.

"İklim değişikliği yüzyılın sonunda gerçekleşecek bir şey değil. Şu anda gerçekleşen bir şey" diye sonlandırdı. ​"Belirli bir bölgede geçmişte ne yaşandığına dair istatistiksel analizler harika bir araçtır, ancak artık yeterli değil, çünkü iklim hızla değişiyor.”