Proiecte Climate Detectives 2023-2024


Titlul proiectului: biodiversitate cu date satelitare? Un posibil studiu

Liceul Cantone   Pomigliano D'arco   Italia

Întrebare de cercetare

Conectarea observației Pământului la datele de biodiversitate de mare impact: un studiu posibil?

Rezumat al proiectului

În cadrul acestui proiect, studenții analizează imagini multispectrale pentru a cartografia suprafața terenului din "zona Regi Lagni", o suprafață vastă (egală cu aproximativ 1300 km2), în special, studiul nostru se referă la orașul Pomigliano d'Arco, traversat de albia/canalul râului "Santo Spirito", care se ridică în stânga pârâului Regi Lagni, în inima văii Campania. Aceste zone se caracterizează prin prezența unor soluri vulcanice întunecate, adânci, bine drenate, permeabile, ușor lucrabile Figura 1
Solurile calcaroase au o textură medie până la moderat fină, cu un drenaj moderat, iar pânza freatică poate deveni, de asemenea, foarte superficială în timpul sezonului umed. prin schimbarea culorii sale, studenții monitorizează schimbările biodiversității care sunt asociate cu mediul și clima teritoriului nostru. Studiul a fost realizat prin compararea imaginilor multispectrale observate cu vegetația reală prezentă într-una dintre cele mai importante zone verzi urbane ale noastre, denumită "Parco delle acque". Comparația arată o modificare a biodiversității, în special printr-o schimbare a nuanțelor de verde, respectând imaginea și fotografiile realizate în anii trecuți în aceeași perioadă. Elevii consideră că monitorizarea culorilor zonelor este esențială pentru identificarea problemelor legate de schimbările climatice și pentru monitorizarea schimbărilor în biodiversitatea unui anumit teritoriu

Principalele rezultate și concluzii

Conectarea observației Pământului la datele de biodiversitate de mare impact: un studiu posibil?

Studenții au început studiul prin descărcarea și analizarea imaginilor multispectrale referitoare la o perioadă cuprinsă între decembrie 2022 și decembrie 2023 Analiza a fost efectuată prin colectarea de date privind tendința curbei de reflectanță a vegetației, care este reglată la diferite lungimi de undă de conținutul și tipul pigmenților foliari, structura internă a frunzei și conținutul de apă. Elevii au observat o schimbare de culoare a elementelor care determină comportamentul caracteristic al vegetației în benzile vizibile (absorb în albastru și roșu și reflectă în verde) și în infraroșu apropiat și mediu. După cum se arată în figura 2, indicele de vegetație diferențiat normalizat (NDVI) se modifică de la 18 martie 2023 la 14 februarie 2024, existând o variație a numărului de pixeli verzi. Elevii calculează valoarea reflectanței după următoarea formulă NDVI =NIR-Red/NIR+Red Este o măsură a stării de sănătate a vegetației bazată pe modul în care plantele reflectă lumina la anumite lungimi de undă. Intervalul de valori al NDVI este de la -1 la 1. Valorile negative ale NDVI (valori apropiate de -1) corespund apei. Valorile apropiate de zero (de la -0,1 la 0,1) corespund în general zonelor sterpe de stâncă, nisip sau zăpadă. Valorile scăzute, pozitive, reprezintă tufișuri și pășuni (aproximativ 0,2-0,4), în timp ce valorile ridicate indică păduri tropicale și temperate (valori apropiate de 1). Cu cât este mai mare valoarea, cu atât este mai mare vigoarea vegetației. Figura 3. În concluzie, elevii au observat o variație a NDVI și a nuanțelor de verde în aceeași zonă de studiu, ceea ce demonstrează o schimbare a speciilor de plante. .

Figura 2: studiul efectuat de studenți asupra NDVI a aceleiași zone în diferite perioade ale anului
Figura 3: Variația reflectanței din aceeași zonă de interes

Ce urmează? Acțiuni pentru a face diferența și a contribui la diminuarea problemei

Elevii înțeleg prin acest studiu importanța monitorizării biodiversității în teritoriul nostru și subliniază rolul în susținerea serviciilor ecosistemice, cum ar fi producerea de apă curată și alimente; reglarea și adaptarea la schimbările climatice; susținerea ciclurilor de nutrienți, menținerea sănătății și multe alte beneficii sociale și culturale, sunt bine cunoscute de elevi. Prin utilizarea activității experimentale, elevii elaborează un proiect specific în care datele din satelit sunt corelate cu date reale obținute în laboratorul școlii noastre. Ideea este de a crea un protocol de laborator pentru evaluarea protecției și salvgardării zonei noastre urbane verzi "Parco delle Acque" Comportamentul e specific pentru fiecare dintre următorii factori: pigmenții frunzei, clorofila, care constituie aproximativ 65% din pigmenți, pigmenții și epiderma ajungând la parenchim și mezofilă pot oferi informații directe cu privire la starea care fiind mai mult sau mai puțin dezvoltată în funcție de starea de sănătate a plantei, soiul și specia specifică și corelarea cu satelitul. Studiul a fost realizat cu ajutorul activității experimentale cunoscute sub denumirea de cromatografie: de la o frunză se obțin 10 discuri cu diametrul cunoscut (corespunzând la aproximativ 0,5 g în greutate măcinată) și se calculează suprafața totală și greutatea lor proaspătă. În continuare, discurile sunt introduse într-un mortar răcit în prealabil și, după adăugarea azotului lichid sau a cristalelor de cuarț, materialul este redus la o pulbere foarte fină cu ajutorul pisălogului. La sfârșitul separării noastre, vom observa următoarea situație Identificarea unui compus se poate face pe baza distanței parcurse raportată la acesta din față, adică calculând valoarea RF. RF = Start-band distance/ Start-front distance Evaluarea se va realiza cu extragerea pigmenților din frunze și a clorofilei și corelarea acestora cu datele cu imaginea multispectrală. Figura 4

Alt conținut:

Climate-Detectives-Busiello-R-23-242.pdf

Proiectele sunt create de către echipe și acestea își asumă întreaga responsabilitate pentru datele partajate.
← Toate proiectele