植物应用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。由于气候变化将导致植物生命周期中这些所谓的物候阶段发生变化，因此，可以通过获取来自不同地点和不同植物的物候变化数据来推断气候变化的实际影响。然而，进行此类分析需要大量的数据，如果没有公民科学家的帮助，如此规模的数据收集将是不可想象的。莱比锡大学和iDiv的研究员、第一作者卡琳·莫拉表示：“问题在于，当越来越少的人作为公民科学家参与并停止收集数据时，数据的质量就会下降。”

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。“当我用该应用程序拍摄植物照片时，观察结果会连同（精确）位置和时间戳一起被记录下来，”来自马克斯·普朗克生物地球化学研究所（MPI-BGC）的共同作者贾娜·沃尔德chen解释道，她与来自伊尔梅瑙工业大学的同事共同开发了这款应用程序。“到目前为止，已经收集了来自不同地区的数百万条带有时间戳的植物观察结果。”虽然卫星数据也会从上方记录整个生态系统的物候，但它们不提供关于地面发生过程的信息。

植物表现出同步反应

研究人员开发了一种算法，该算法基于2018年至2021年间Flora Incognita用户在德国识别出的近3000种植物物种的近1000万次观察结果。数据表明，每种植物都有自己开始开花或生长阶段的周期。此外，科学家们还能够证明群体行为是由个体行为产生的。他们据此推导出了生态模式，并研究了这些模式如何随季节而变化。例如，河流附近的生态系统与山区不同，后者的物候事件开始得更晚。

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。例如，用户在周末和人口稠密地区记录的观察结果更多。“我们的方法可以自动将这些影响与生态模式区分开来，”卡琳·莫拉解释说。“观察结果少并不一定意味着我们无法记录同步性。当然，隆冬时节观察结果很少，但那段时间可观察的植物也很少。”

众所周知，气候变化正在导致季节发生变化——例如，春季来得越来越早。这如何影响植物与传粉昆虫之间的关系，以及因此可能对粮食安全产生的影响，仍在进一步研究中。现在可以使用新的算法来更好地分析这些变化对植物界的影响。