Исследователи используют ИИ для прогнозирования изменений пригодности сельскохозяйственных земель к 2050 году

К 2050 году спрос на продовольствие в мире может вырасти на 110%, при этом уже сегодня около 40% пахотных земель и пастбищ находятся под угрозой. Исследователи из Сколтеха, Института географии РАН и других ведущих научных организаций использовали большие объёмы открытых данных и искусственный интеллект, чтобы проанализировать, как может измениться пригодность земель для сельского хозяйства в ближайшие 25 лет. Они пришли к выводу, что количество пахотных земель увеличится в северных регионах. Исследование опубликовано в журнале IEEE Access.

Методология работы включала три этапа: сбор и предварительную обработку данных, обучение модели машинного обучения и оценку результатов путём прогнозирования распределения пахотных земель на основе различных климатических моделей и сценариев социально-экономического развития (Shared Socioeconomic Pathways). Исследование было сосредоточено на регионах Восточной Европы и Северной Азии. Для анализа использовались открытые климатические данные ERA5 и прогнозные модели CMIP, а также данные глобального анализа поддержки продовольственной безопасности с разрешением 1 км x 1 км.

«Мы получили модель, которая с хорошей точностью предсказывает то, что есть сейчас, и использовали эту модель, чтобы спрогнозировать, что будет в 2050 году, на основе собранных данных моделей CMIP. Мы не можем сказать, что так и будет на 100%, потому что здесь важно учитывать множество параметров — например, тип земли, эрозию почв. Мы можем лишь прогнозировать тренды в зависимости от разных сценариев развития климата», — пояснил первый автор работы, инженер-исследователь Центра прикладного ИИ Сколтеха Валерий Шевченко.

Авторы делают вывод, что через 25 лет площадь пахотных земель увеличится, но сместится на север, а некоторые ныне используемые сельскохозяйственные регионы могут потребовать усиленного орошения, что создаёт потенциальные риски. Эти выводы согласуются с рекомендациями Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), подчёркивающими важность детальных региональных оценок для адаптации к изменчивости климата и обеспечения продовольственных запасов.