Yeni Araç, Zeytin Meyve Sineğiyle Mücadele Etmek İçin Uydu Verilerini Kullanıyor

İtalya’nın Frascati kentindeki Avrupa Uzay Ajansı’nda düzenlenen son konferansta, araştırmacılar iklim değişikliği karşısında zeytin meyve sineği istilalarını önlemeye ve bunlarla mücadeleye yardımcı olabilecek bir aracı tanıttılar.

Proje, zeytin ağacının ve zeytin meyve sineğinin biyolojik döngülerinin ilgili uydu verileriyle entegre edilmesinden kaynaklanıyor.

İtalya Yeni Teknolojiler, Enerji ve Sürdürülebilir Ekonomik Kalkınma Ulusal Ajansı'nda (ENEA) araştırmacı olan Luigi Ponti, Olive Oil Times'a verdiği demeçte, "Bu projeyi, devam eden haşere kontrol çabalarına yeni bir katkı olarak değerlendirmeliyiz" dedi.

Puglia’nın tamamında on yıl süren saha denemeleri yapamazsınız. Ancak bu model, bunu sanal olarak dakikalar içinde yapmanızı sağlıyor. - Luigi Ponti, araştırmacı, ENEA

Proje için hayati önem taşıyan bir veri kaynağı, NASA’nın Terra ve Aqua adlı iki uydusuna yerleştirilmiş orta çözünürlüklü görüntüleme spektroradiyometre (MODIS) sensörleri kullanılarak yapılan uydu gözlemlerinden geliyor.

Son yirmi yıl boyunca bu sensörler, bitki örtüsü endeksleri gibi çeşitli yüzey değişkenlerini ölçerken, aynı zamanda son derece güvenilir kara yüzeyi sıcaklık verileri de sağlamıştır.

“Bu sensörler, uzaydan günlük zaman çözünürlüğüyle yüzey sıcaklığını ölçtüler; ayrıca geçiş zamanları sayesinde yaklaşık günlük maksimum ve minimum sıcaklıkları da kaydettiler,” dedi Ponti. 

Ayrıca bakınız: Zeytin Sineğinin Simbiyotik Sırrını Çözmek

Projenin Alman ortak şirketi Mundialis’in kurucusu Markus Neteler tarafından yapılan önceki araştırmada, uydu gözlemlerinden sıcaklık verilerini çıkarmak için bir yöntem geliştirildi.

Ayrıca, MODIS sensörleri bulutların içini göremeyeceği için, bulut örtüsünün neden olduğu boşlukları doldurmak üzere istatistik ve uzamsal bilgilere dayalı bir metodoloji geliştirildi.

Ponti ve meslektaşları tarafından sunulan araştırma, bu geniş veri setini, Normalize Edilmiş Farklılık Bitki Örtüsü Endeksi (NDVI) olarak bilinen, MODIS'ten türetilen bir bitki örtüsü endeksiyle ilişkilendirmeyi amaçlamıştır.

MODIS NDVI, Dünya yüzeyindeki yeşil bitki örtüsünün miktarını ölçerek yıl boyunca arazi örtüsü hakkında bilgi sağlar. Bu bilgi, MODIS uydularından elde edilen sıcaklık verilerini iyileştirmek için kullanılabilir.

Bu yaklaşımın etkinliği, NDVI verilerini kullanarak MODIS'ten elde edilen arazi yüzeyi sıcaklıklarını kalibre etmek için bir yöntem geliştiren İsrailli bilim insanlarından oluşan bir ekibin daha önceki araştırmalarına dayanmaktadır.

Ponti, “Zeytin ağaçlarının taçları içine termometreler yerleştirdiler ve MODIS NDVI kullanılarak düzeltildikten sonra MODIS uydularından elde edilen sıcaklığın, en yakın meteoroloji istasyonundan daha iyi bir şekilde taç sıcaklığını tahmin ettiğini buldular” dedi.

Bu veriler sayesinde, hem bitkinin hem de zeytin meyve sineğinin maruz kaldığı sıcaklığı tahmin etmek mümkün oluyor.

“Gerçek bir tarımsal etki yaratmak istiyorsak, her gün neler olduğunu gözlemlememiz gerekir, çünkü bitkiler ve etkileşim halindeki organizmalar bu şekilde işler,” diye belirtti Ponti.

Tarımsal eko­siste­mler hakkında son derece kesin bilgi ihtiyacı, kar amacı gütmeyenkar amacı gütmeyen bilimsel konsorsiyum CASAS Global ile işbirliği içinde zeytin agroekosisteminin fizyolojik temelli demografik modelinin geliştirilmesine yol açtı.

Modelin çıktısı, zeytin ağacı ve zeytin meyve sineğinin yaşam döngülerinin, aralarındaki etkileşimler de dahil olmak üzere, ayrıntılı ve gerçekçi bir biyolojik temsilidir.

Yukarıdan aşağıya yaklaşımı (uydu verilerini kullanarak) aşağıdan yukarıya yaklaşımı (biyolojik mekanizmalar) ile birleştiren bu tür modelleme, her ikisinin de sınırlamalarını aşar ve tarımsal yönetimde stratejik analiz için güçlü bir araç sağlar.

Uydu gözlemleri, biyo­lo­jik mod­elleme ve açık kaynaklı co­gra­fi­k bilgi araç­la­rının bir­le­şimi, araştırmacı­ların dinamik­leri eşi­siz bir zam­an­sal (günlük) ve me­kan­sal (250 metre) çözünürlükte görselleştirmelerine ve analiz etmelerine olanak tanır.

“Bitki için [model] yaprak popülasyonlarını, dal popülasyonlarını ve kök popülasyonlarını simüle ediyor. Aynı temel model ile bitki organlarının veya böcek evrelerinin doğuşunu, büyümesini, yaşlanmasını ve ölümünü simüle ediyor,” dedi Ponti.

“Bu nedenle, zeytin-zeytin meyve sineği sistemimizde hem böcekleri hem de bitkileri tanımlamak için aynı modeli kullanıyoruz,” diye ekledi.

Bitki için birincil kaynak, topraktan gelen besinler ve su ile birlikte güneş ışınımındaki enerjidir. Sinek için kaynak ise beslendiği bitkidir: yumurtalarını bırakmak için kaç tane zeytin bulabileceği. Hayati oranları (büyüme, üreme) zeytin mevcudiyetine bağlıdır.

“Bu, modellere bir dereceye kadar biyolojik gerçekçilik katar, çünkü organizmaların karşılaştığı gerçek dünyadaki kaynak kısıtlamalarıyla sınırlıdırlar,” dedi Ponti.

“Sinek zeytin bulamazsa, tıpkı doğada olduğu gibi üreme durgunluğuna girer. Yani bu, bir istilayı tam olarak ‘tahmin’ eden bir araç değil, ancak belirli koşullar altında ortamın istilaya elverişli olduğunu söyleyebilir,” diye açıkladı.

“‘Sinek yarın gelecek’ diyemezsiniz, ancak ‘bu bölgede şu anda sineklerin gelişmesine elverişli koşullar var’ diyebilirsiniz,” diye ekledi Ponti.

Tıpkı hava tahminleri gibi, biyolojik tahminler de zordur. Hava tahmini, yaklaşık üç günlük kısa bir süre ötesinde güvenilmez kabul edilir.

“Yine de, biyolojik modellerimize girdi olarak hava durumu verilerini kullanıyoruz, bu yüzden belirsizlik artıyor,” dedi Ponti. “Modellerimizin kattığı şey stratejik bilgidir.” 

Tahminler ne zaman harekete geçilmesi gerektiğini gösterebilir, ancak bir şeyin neden olduğunu veya değişen iklim koşullarında nasıl daha etkili bir şekilde hazırlanılacağını söyleyemez.

“Bu, sahadaki mekanizmaları ve dinamikleri anlamayı gerektirir,” dedi Ponti. “Mesele şu: Zeytin sineği önemli bir zararlıysa, özellikle iklim değişikliği altında, iklimle ilgili varsayımların geçerliliğini yitirdiği ve buna bağlı yönetim kurallarının artık geçerli olmayabileceği bir ortamda, onu ekonomik ve operasyonel olarak nasıl daha iyi yönetebiliriz?” 

Ayrıca bakınız: Araştırmacılar, İklim Verilerinden Hasat Potansiyelini Tahmin Etmek İçin Algoritma Geliştirdi

“Bunu Endülüs’teki çalışmamızda açıkça gösterdik,” diye ekledi. “Örneğin, bazı bölgelerde zeytinlerin çiçeklenmesini tetikleyecek kadar soğuk saat kalmadı. Daha sıcak bölgelerde ise, sineklerin termal tolerans sınırına yaklaşan veya bunu aşan yüksek sıcaklıklar nedeniyle sinek popülasyonu eşik değerin altında kalıyor.” 

Daha kesin iklim ve bitki örtüsü bilgilerinin kullanılması, politika yapıcıların haşere kontrol stratejilerini yeniden şekillendirmelerine yardımcı olabilir.

Entegre mücadele kuruluşlarının tedavileri izlediği ve önerdiği Endülüs’teki gibi bölgeye özgü müdahaleler ve politikalar, geçmiş verilerin analizine dayanır.

Ponti, “Örneğin, izleme geleneksel olarak Mayıs ayında başlayabilir, ancak kışlar daha sıcak geçiyorsa, daha erken başlamak daha yararlı olabilir” dedi.

Zeytin meyve sineği, hızlı bir nüfus artışına sahiptir, zeytin ağacının yaşam döngüsüyle yakından senkronize olup, zeytin meyvesi ve iklim uygun olduğu anda yıl boyunca üreyebilir. Bu da onu dünya çapında zeytin mahsulleri için önemli bir zararlı haline getirir.

“Erken izlenip kontrol edilmezse, durum hızla kontrolden çıkar,” dedi Ponti. “Bu nedenle en iyi yaklaşım, ‘sakin’ mevsimde, kışın sonlarında veya ilkbaharın başlarında bile izlemeyi sürdürmek olabilir. Gelecekteki iklim eğilimleri göz önüne alındığında, proaktif olmak hayati önem taşıyacak.”

Hava koşulları giderek daha öngörülemez hale geldikçe ve aşırı olaylar artık istisnai olmaktan çıkıp daha yaygın hale geldikçe, tarım kurumları etkili koruma hizmetleri planlamayı giderek daha zor buluyor.

“Bu modelleme aracı, tarlada neler olup bittiğine dair gerçekçi bir bakış açısı sunuyor; bu ölçekte ve bu süre boyunca saha gözlemleriyle asla elde edemeyeceğiniz bir şey,” dedi Ponti.

“Puglia’da, İtalyan ortağımız Recube’nin sağladığı bulut bilişim sayesinde, yüz binlerce konum için 250 metrelik çözünürlükte günlük zaman ölçeğinde 20 yıllık zeytin ve sinek dinamiklerini simüle ettik,” diye ekledi.

“Aynı tür verileri saha gözlemlerinden elde etmek imkansız olurdu. Bu tür bir sistem, size saha düzeyinde bu içgörüyü temelde ücretsiz olarak sunar,” diye devam etti Ponti.

İklim, bitkileri ve böcekleri farklı şekillerde etkilediği için, bunların etkileşimleri ve dengesi de değişir.

“Bunu bilmek önemli. Daha erken müdahale gibi farklı yönetim senaryolarını simüle edebilir ve bunun ne kadar faydalı olduğunu değerlendirebilirsiniz,” dedi Ponti.

“Puglia’nın her yerinde on yıl süren saha denemeleri yapamazsınız. Ancak bu model, bunu sanal olarak dakikalar içinde yapmanızı sağlıyor,” diye ekledi. “Dolayısıyla, kısa vadeli tahminler için tasarlanmamış olsa da – çünkü bu, son derece ayrıntılı gerçek zamanlı biyolojik ve iklim verileri gerektirir – stratejik olarak tanımlama ve planlama yapmak için harika bir araç.”

NASA’nın Aqua ve Terra uyduları hizmetten çıkarılmak üzere. Sonuç olarak, araştırmacılar halihazırda Eumetsat ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından fırlatılan ve benzer sensörler taşıyan diğer uyduları kullanma konusunda çalışıyorlar.

Ajansın yeni nesil Sentinel uyduları yüksek uzaysal çözünürlüğe sahip ve yüzey sıcaklıklarını gözlemleyebiliyor.

Ponti, “Ancak şu anda günlük zaman çözünürlüğüne sahip değiller; ancak gelecekteki Sentinel görevlerinde günlük çözünürlüğe ulaşma planları var” dedi.

“Bu da, Dünya’daki yaşamı düzenleyen doğal döngüler olan sirkadiyen ritimler için hayati önem taşıyan günlük maksimum ve minimum sıcaklık verilerini sağlayamadıkları anlamına geliyor,” diye açıkladı.

Uydudan elde edilen ve diğer iklim verileri, fizyolojik temelli demografik model bilgileriyle birleştirildiğinde, önümüzdeki yıllarda sadece zeytinlikler için değil, araştırmacıların halihazırda incelediği birçok ürün için de hayati öneme sahip olabilir.

Proje, TEBAKA projesi kapsamında yürütüldü ve her ikisi de Avrupa Birliği tarafından finanse edilen Med-Gold projesi tarafından geliştirilen ICT altyapısına dayanıyor.

Bu verilerin strateji oluşturmada kullanılabilmesi için kamu kurumları ve bölgesel örgütlerin harekete geçmesi gerekiyor.

“Eksik olan şey, 2003’ten 2023’e kadar yaklaşık 20 yılı kapsayan veri setinin zaman serisini sürdürürken ve genişletirken, gerekli bulut bilişimini destekleyecek araştırma ve proje kaynaklarıdır. Bu uzun ve değerli bir dönem,” dedi Ponti.

“İklim değişikliği, yüzyılın sonunda gerçekleşecek bir şey değil. Şu anda gerçekleşmekte olan bir şey,” diye ekledi. “Belirli bir bölgede geçmişte neler yaşandığına dair istatistiksel analizler harika bir araçtır, ancak iklim hızla değiştiği için artık bunlar yeterli değildir.”

---