Biodiversa+ è una partnership composta da oltre 80 partner europei ed extraeuropei. L’obiettivo comune è quello di studiare la biodiversità e gettare le basi per la sua conservazione e promozione. Un punto chiave di questa partnership è l’armonizzazione degli standard europei nell’ambito del monitoraggio della biodiversità. A tal fine, all’interno della partnership sono stati avviati studi pilota in cui in diversi paesi partner vengono testati metodi in parte innovativi per la studio della biodiversità.
Gli studi pilota IAS (Invasive Alien Species) e ABMS (Automated Biodiversity Monitoring System) sono entrambi coordinati dal partner danese di Biodiversa+, operante sotto il Ministero federale dell’Ambiente, e coinvolgono in totale 15 paesi partecipanti. I dati vengono raccolti in maniera autonoma da tutti i paesi partner, per poi confluire centralmente in Danimarca, dove vengono analizzati.
Descrizione del progetto
Per il rilevamento della biodiversità vengono sempre più spesso scelti approcci che combinano la raccolta automatizzata dei dati (ad es. suoni e immagini) con l’identificazione tramite IA (Intelligenza Artificiale). Tuttavia, in molti casi questi sistemi sono ancora in una fase iniziale di sviluppo. Lo sviluppo di tali sistemi, infatti, richiede un adeguato addestramento dell’IA per l’identificazione, nonché una qualità sufficiente dei dati raccolti, due aspetti che possono comportare diverse sfide. Inoltre, attualmente non esistono standard uniformi né per la raccolta automatizzata dei dati né per la loro analisi. Nonostante ciò, questo tipo di approccio per il rilevamento ed eventualmente monitoraggio risulta essere particolarmente promettente per diversi gruppi di animali. Per esempio, il rilevamento degli uccelli attraverso il loro canto e il rilevamento dei pipistrelli attraverso i loro richiami sono potenzialmente molto efficaci. Entrambi i metodi sono già utilizzati nel Monitoraggio della Biodiversità Alto Adige (pipistrelli; monitoraggio automatizzato dell’avifauna). Anche per il rilevamento di piante e di invertebrati, in particolare insetti e aracnidi, un approccio automatizzato basato sull’analisi di rispettivamente immagini e immagini o suoni risulta essere promettente.
Gli studi pilota IAS e ABMS testano tecnologie in parte innovative che combinano raccolta automatizzata di immagini e/o suoni e l’IA per il rilevamento e riconoscimento di uccelli, pipistrelli, falene e piante vascolari.
In particolare, lo studio pilota IAS è stato avviato nel 2023 e utilizza il riconoscimento visivo automatizzato per prontamente rilevare ed eventualmente monitorare specie aliene invasive di piante e falene.
Lo studio pilota ABMS è stato avviato nel 2024 e prevede l’installazione di stazioni di monitoraggio in aree protette selezionate. Oltre alle falene, vengono monitorati anche uccelli e pipistrelli, ovvero gruppi di animali importanti per la conservazione della natura nell’Unione Europea.
Metodi
Vengono utilizzati i seguenti strumenti:
CamAlien:
CamAlien è uno strumento dotato di fotocamera che viene installato su un’auto e scatta foto ad alta qualità della vegetazione lungo le strade, anche a velocità fino a 120 km/h. Nello studio pilota IAS, i partner hanno testato CamAlien anche per raccogliere dati lungo i binari ferroviari e i fiumi. Le immagini vengono memorizzate su un disco a stato solido (SSD) e successivamente trasferite in un archivio dati dell’Università di Aarhus. L’identificazione delle piante avviene tramite un modello di machine learning sviluppato da Pl@ntNet. Per ogni immagine viene poi generato un elenco di specie con i relativi “confidence scores”. Infine, dato che vengono memorizzate anche le coordinate spaziali di ogni immagine, è possibile creare mappe di distribuzione delle specie di interesse.
Fototrappole UKCEH AMI:
La fototrappola AMI (Automated Monitoring of Insects) sviluppata da UKCEH (UK Centre for Ecology and Hydrology) è una trappola fotografica che utilizza una combinazione di luce UV e luce bianca per attirare gli insetti notturni su una lastra bianca. Ogni volta che un insetto si muove davanti alla fotocamera, viene scattata una foto e salvata su SSD. Queste immagini vengono poi trasferite in un archivio dati presso l’Università di Aarhus ed infine elaborate da tre modelli di riconoscimento sviluppati dall’Università di Aarhus. Questi modelli identificano gli animali in ogni immagine e li classificano ad un livello tassonomico ampio (ordine) e, nel caso delle falene, ove possibile, esse vengono identificate a livello di specie. Le fototrappole AMI sono alimentate dalla rete elettrica o da pannelli solari, in modo da poter funzionare in modo autonomo sul campo. Recenti progressi, come l’analisi in tempo reale delle immagini direttamente sul computer della trappola AMI e il trasferimento immediato dei risultati a un server remoto, sono attualmente in fase di test.
SongMeter Mini 2 e SongMeter Mini 2 Bat
L’azienda WildlifeAcoustics produce registratori audio chiamati SongMeter, sviluppati appositamente per la registrazione degli animali. Posizionati all’aperto, registrano i canti degli uccelli e i richiami dei pipistrelli con l’aiuto di microfoni e li memorizzano su una scheda di memoria. Questi file audio possono poi essere scaricati e analizzati al computer, utilizzando strumenti di intelligenza artificiale vista l’elevata quantità di dati. Per l’identificazione delle specie di uccelli, esiste un software sofisticato e disponibile gratuitamente chiamato BirdNET, che riconosce oltre 6000 canti di uccelli in tutto il mondo. In questo modo, sulla base delle registrazioni è possibile trarre conclusioni sulla diversità delle specie di uccelli nella regione.
Siti
Studio pilota IAS: trappole AMI
Per il rilevamento di falene notturne invasive all’interno del progetto IAS, le fototrappole AMI sono state posizionate in tre siti potenzialmente significativi per l’importazione di specie animali invasive: la stazione ferroviaria di Bolzano, la zona industriale di Bolzano e i Giardini Botanici di Trauttmansdorff di Merano. Le stazioni ferroviarie rivestono un ruolo particolarmente importante come potenziali siti di introduzione di specie invasive, poiché i treni, in particolare i treni merci, sono vettori importanti per l’importazione accidentale di organismi. Lo stesso vale per le zone industriali: anche il trasporto di merci su camion favorisce il trasporto globale di specie animali e vegetali. Infine, i giardini botanici richiedono l’importazione di numerose specie vegetali, che a loro volta costituiscono fonte di cibo per numerose specie animali esotiche.
Studio pilota IAS: CamAlien
Come tratti di prova per testare la tecnologia CamAlien sono state scelte diverse vie di comunicazione presenti in Alto Adige. I bordi stradali sono tra gli habitat particolarmente favorevoli per la diffusione di specie vegetali invasive. Di conseguenza, sono state percorse le principali arterie stradali dell’Alto Adige tra Salorno, Malles, San Candido e il Brennero. Poiché anche le aree lungo i binari ferroviari offrono condizioni favorevoli alla diffusione di specie vegetali invasive, è stata effettuata anche una prova del sistema CamAlien sul treno SAD nelle tratte Merano-Malles e Malles-Merano. Questi rilevamenti sono stati combinati nel miglior modo possibile con le altre attività di monitoraggio del BMS.
Studio pilota ABMS: AMI-Traps & SongMeter
Ogni paese partecipante era tenuto a selezionare tre siti, uno in una zona boschiva naturale, uno in una prateria di grande valore naturalistico e uno in un habitat umido. In Alto Adige sono stati selezionati:
- Bosco di Monticolo: nel Bosco di Monticolo sul Mitterberg di Caldaro sono stati designati complessivamente 30 ettari come “zona non disturbo”. Ciò significa che per un determinato periodo di tempo saranno completamente esclusi dall’utilizzo. Nell’ambito del BMS è stato istituito qui un punto di monitoraggio per comprendere meglio l’ulteriore sviluppo del bosco. Il popolamento esaminato è costituito da un prezioso bosco misto di latifoglie con carpino nero e roverella; il punto di monitoraggio si trova in una piccola radura che offre condizioni particolarmente favorevoli per le falene notturne.
- Prateria del Monte Sole in Val Venosta: in questo caso è stata selezionata un’area nella zona LTSER (Long-Term Social-Ecological Research) di Mazia-Matsch (Mazia-Matsch Grassland – Italy | DEIMS-SDR). Si trova nella zona di Muntatschinig, all’ingresso orografico destro della valle di Mazia. Le praterie aride della zona sono di importanza europea dal punto di vista della conservazione della natura, soprattutto perché qui si trovano numerose specie che in Europa centrale e occidentale sono limitate a poche aree isolate e steppiche. Inoltre, la stazione LTSER presente nell’area offre un’infrastruttura adeguata e la possibilità di scambio e confronto dei dati di ricerca.
- Habitat umido della sponda meridionale del Lago di Caldaro: il Lago di Caldaro è la zona umida più grande e importante dell’Alto Adige e svolge un ruolo fondamentale soprattutto come habitat e luogo di sosta per gli uccelli. Sulla sponda meridionale si trova un’ampia cintura di canneti, dove è già stato allestito un punto di monitoraggio nell’ambito del BMS. Qui si trova anche una stazione di inanellamento degli uccelli, anch’essa gestita da Eurac Research.
Contatto:
Generale: Julia.Seeber@eurac.edu, Helene.Blasbichler@eurac.edu
ABMS: Jarek.Scanferla@eurac.edu
Partner:
IAS: Francia (OFB), Svezia (SEPA), Danimarca (MoE_DK), Repubblica Ceca (NCA CZ), Slovacchia (SAS), Bulgaria (ExEA), Croazia (MESD), Portogallo, Azzorre (FRCT), Israele (MoEP) e Belgio (VL O).
ABMS: Belgio (VLO), Bulgaria (ExEA), Repubblica Ceca (NAC CZ), Croazia (MESD), Danimarca (MoE_DK), Finlandia (MoE_FI), Germania (BMUV), Irlanda (NPWS), Paesi Bassi (NWO), Slovacchia (SAS), Spagna (DACC), Svezia (SEPA)
