科学家开发 AI 工具以帮助减少与畜牧业和土地利用相关的温室气体排放
快速阅读: 《Newswise （新闻稿）》消息，拉夫堡大学的科学家开发了人工智能工具，旨在帮助减少英国畜牧业和土地利用产生的温室气体排放。这些工具通过提供数据分析，帮助农民和政府制定减排策略，助力英国实现2050年净零排放目标。研究人员正寻求与农户、合作社、政府机构及农业组织合作，以完善和测试这些工具。
新斯威特——拉夫堡大学的计算机科学家开发了人工智能工具，这些工具能够提供关于如何减少与英国畜牧业和土地利用相关的温室气体排放的见解。这些工具托管在一个在线数字平台上，并作为英国研究与创新（英国研究与创新）和工程与物理科学研究委员会（工程与物理科学研究委员会）资助的研究的一部分。它们旨在为农民、农业组织和政府机构提供有价值的数据，以了解畜牧业实践和土地使用的变化如何帮助英国实现2050年净零目标。该平台由李百华教授和孟庆刚教授领导的团队开发，其关键功能包括设计用于估算畜牧业甲烷排放量的机器学习模型，预测乳制品农场的牛奶产量和氨排放量，以及分析土地使用和环境因素如何影响英国各地的甲烷排放。
“我们的使命是弥合创新与实用性的差距，提供一个支持数据驱动决策的平台，以应对气候变化、推进可持续农业并实现全球净零排放目标，”李教授说。通过利用人工智能，我们的平台可以提供基于广泛数据的洞见，帮助预测未来的排放情况，为利益相关者提供可操作的智能信息，以实现成本效益的前瞻性决策。
为什么解决畜牧业排放和促进可持续土地使用将有助于实现净零目标
到2050年实现净零需要平衡温室气体排放及其在“碳汇”中的去除和储存。“碳汇”是指森林、海洋、植物和土壤等自然系统，它们吸收的碳比释放的多。畜牧业发挥双重作用，一方面通过甲烷和一氧化二氮这两种强效温室气体的排放对温室气体排放作出贡献；另一方面通过放牧、饲料生产和牧场管理影响土地作为碳汇的功能。减少农业环境影响具有挑战性，因为排放、碳存储和农场生产力受多种相互作用的因素影响，如动物品种、饲料、牧场和气候。这些因素在不同农场中各不相同，使得一刀切的方法无效。除了畜牧业，土地使用本身也显著影响排放。不同类型的土地——如农业用地、林地或城市地区——与环境因素互动，决定甲烷的释放或吸收程度。理解这些复杂互动对于识别最佳策略以减少排放至关重要。
拉夫堡大学的人工智能模型提供了解决方案。经过多样化的畜牧业和环境数据训练，它们分析各种因素如何相互作用影响排放，以提供农场层面和全国范围内的洞见，帮助塑造支持英国净零目标的策略。
深入解析工具
为畜牧业农场开发的人工智能工具允许农民输入有关其特定动物和实践的信息，以估算当前年度的温室气体排放量。农民可以通过从下拉菜单中选择选项或输入变量值轻松探索实践变化的可能性。这些调整提供了关于其对排放和农场生产力潜在影响的即时洞见。一种专门针对奶牛场的工具帮助他们估算当前实践如何影响单头奶牛的牛奶产量和废物中的氨水平。监测氨至关重要，因为它与土壤微生物相互作用产生一氧化二氮，并这可能表明饮食不平衡。这一发展得到了国家牛数据中心和牛信息服务中心的支持。
另一种为养牛场开发的工具根据农场特定数据预测单头奶牛的甲烷排放量。它还通过提供可比较的参照物——例如抵消一头奶牛年排放量所需的树木数量、伦敦至纽约航班的等效排放量或普通英国家庭几个月的能量消耗——帮助农民理解排放背景。团队还根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）指南开发了一种畜牧业排放计算器，这是全球气候报告的标准。这种工具适用于世界各地的农民，简化复杂的政府公式并以用户友好的格式呈现，帮助农民将其排放量与官方基准进行比较。
数字孪生
除了农场层面的工具，研究团队利用人工智能开发了一个用户友好、基于网络的平台——称为“数字孪生”——以提供关于不同类型的土地使用如何影响英国各地甲烷排放的详细洞见。数字孪生平台包含反刍动物分布热图、土地覆盖类型（如农业、城市和林地）并显示英国各地的甲烷排放浓度。它集成了来自哨兵5-P TROPOMI卫星的实时甲烷观测数据、人工智能模型、数据集和各种直观可视化工具。用户可以调整位置、土地覆盖百分比、季节和年份等参数来跟踪历史变化并基于气候和土地使用预测建模未来的排放情景。拉夫堡团队使用数字孪生平台分析了英国的甲烷排放，初步发现——计划在未来发表于同行评审期刊上——表明甲烷排放逐年增加。农业耕地和用于畜牧业改良草地也被研究人员识别为主要贡献者，与甲烷热点密切相关。希望该工具能被政策制定者、政府机构和农业组织使用，加深对环境因素如何影响排放的理解，并使基于数据的决策得以实现以减少排放。
寻求合作
在数字平台部署给用户之前，拉夫堡的研究人员需要进一步完善和测试他们的AI模型，这需要额外的数据。团队正在寻找以下合作伙伴：
– 能够分享其特定实践数据的个体农户，例如牲畜详情和饲养策略
– 拥有多个农场数据的农业合作社和组织
– 管理合规数据的政府和监管机构，可以提供历史和地理数据
– 农业研究机构
– 与农业行业相关的零售商和供应链利益相关者
孟教授表示：“我们希望关键利益相关者认识到这个平台的价值，支持实现净零排放的努力，并提供必要的数据，以推动技术的发展，最终改变我们的实践，确保所有人的可持续未来。”
有兴趣合作机会的人士可以联系李教授：[email protected]
(以上内容均由Ai生成)
