植物应用程序如何帮助识别气候变化的后果

众所周知，植物会通过发芽、长叶和开花来应对季节变化。由于气候变化可能会改变植物生命周期中这些所谓的物候阶段，因此，从许多不同地点和不同植物获取物候变化数据，可以得出有关气候变化实际影响的结论。然而，进行这样的分析需要大量的数据，如果没有公民科学家的帮助，这种规模的数据收集是不可想象的。“问题是，当参与公民科学家工作的人数减少并停止收集数据时，数据质量就会受到影响，”第一作者、莱比锡大学和 iDiv 研究员 Karin Mora 说。

像 Flora Incognita 这样的移动应用程序可以帮助解决这个问题。该应用程序允许用户在几秒钟内识别未知的野生植物。“当我使用该应用程序拍摄植物的照片时，观察结果会连同(精确的)位置和时间戳一起记录下来，”马克斯普朗克生物地球化学研究所 (MPI-BGC) 的合著者 Jana Wäldchen 解释说，他与伊尔默瑙工业大学的同事一起开发了这款应用程序。“到目前为止，我们已经收集了来自不同地区的数百万个带时间戳的植物观察结果。”虽然卫星数据也从上方记录了整个生态系统的物候学，但它们并没有提供有关地面上正在发生的过程的信息。

植物表现出同步反应

研究人员开发了一种算法，该算法利用了 Flora Incognita 用户在 2018 年至 2021 年期间在德国发现的近 3,000 种植物的近 1000 万次观察结果。数据显示，每种植物都有自己的开花或生长期周期。此外，科学家们还能够证明群体行为源于个体行为。由此，他们能够得出生态模式并研究这些模式如何随季节变化。例如，河流沿岸的生态系统与山区的生态系统不同，山区的物候事件开始得较晚。

该算法还考虑了 Flora Incognita 用户的观察倾向，他们的数据收集远非系统化。例如，用户在周末和人口密集地区记录的观察次数更多。“我们的方法可以自动将这些影响与生态模式隔离开来，”Karin Mora 解释说。“观察次数减少并不一定意味着我们无法记录同步。当然，在冬季中期的观察次数很少，但那段时间可以观察到的植物也很少。”

众所周知，气候变化导致季节变化——例如，春天来得越来越早。这对植物和传粉昆虫之间的关系以及潜在的粮食安全有何影响仍有待进一步研究。现在可以使用新算法更好地分析这些变化对植物世界的影响。