AI in difesa delle foreste dell’Ucraina
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La guerra in Ucraina sta avendo un impatto drammatico non solo in termini di vite umane, ma anche sull’ambiente. Michele Torresani, ricercatore della Facoltà di Scienze agrarie, ambientali e alimentari, in collaborazione con l’Università di Bologna, ha sviluppato un sistema di allerta precoce basato sulla combinazione di immagini satellitari e intelligenza artificiale (machine learning) che ha permesso di stimare una perdita enorme di foreste in Ucraina durante il conflitto con la Russia, per una superficie complessiva di quasi 1600 km2.
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La prima sfida che i ricercatori delle due università hanno dovuto affrontare è stata quella di trovare un sistema che permettesse di monitorare vaste aree in modo semplice e veloce: l’Ucraina, infatti, ha una superficie vastissima, quasi il doppio di quella italiana, di cui un quinto è coperto da foreste. I ricercatori hanno quindi sfruttato le immagini satellitari del 2021, l’anno prima dello scoppio del conflitto, scattate nei pressi delle città di Sjevjerodonec’k e Kremenchuk per addestrare un sistema di intelligenza artificiale a riconoscere diversi tipi di superficie: quelle con foreste da quelle che avevano subito deforestazione, ma anche da aree occupate da vegetazione, coltivazioni ed acqua. Per fare ciò, i ricercatori hanno suddiviso il territorio di interesse in poligoni a cui hanno manualmente assegnato un’etichetta che indicasse il tipo di territorio presente in quell’area. I ricercatori hanno poi utilizzato un sistema di machine learning (apprendimento automatico) per addestrare l'algoritmo con esempi già classificati e, successivamente, gli hanno fornito delle immagini di altre aree non classificate che l'algoritmo doveva riconoscere.
Dopo averne testato l’accuratezza, i ricercatori hanno applicato l’algoritmo a immagini satellitari di tutto il territorio ucraino per gli anni 2022 e 2023, periodo del conflitto tra i due Paesi. Confrontando questi dati con quelli precedenti l’inizio del conflitto, i ricercatori sono stati in grado di stimare la perdita di foreste nel Paese. I numeri sono impressionanti: oltre 800 km2 nel 2022 e oltre 771 km2 di foreste nel 2023 sono andati persi, per un totale di 1579 km2, una superficie corrispondente a circa un quarto quella dell'Alto Adige. Il dato più interessante è quello relativo alle aree colpite:
le maggiori perdite si sono verificate nelle zone interessate dal conflitto, mentre le aree non direttamente coinvolte nei combattimenti non hanno riportato perdite significative di superficie boschiva, a dimostrazione dell’enorme impatto che la guerra ha avuto anche sull’ambiente.
Le aree più colpite dalla deforestazione sono risultate essere quelle di Donets’k, Kyiv, Kharkiv, Kherson e Luhans’k, che sono infatti quelle al centro della guerra.
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La principale causa di questi disboscamenti può essere attribuita agli incendi, la cui origine non è sempre nota. Nei territori in cui avvenivano i combattimenti, le truppe russe sembrano aver spesso impedito l’estinzione degli incendi, ostacolando l’accesso dei soccorsi alle zone colpite. La perdita di queste foreste rappresenta una grave problematica: la frammentazione delle aree verdi, infatti, interrompe la comunicazione tra le specie che le abitano, riducendo la biodiversità e la resilienza degli habitat presenti sul territorio con conseguenze drammatiche per le funzioni ecosistemiche legate alle aree boschive. Due esempi sono la regione estuariale nei pressi della città di Kherson e la zona costiera vicino a Kinburn, un tempo caratterizzate da un’elevatissima biodiversità e dalla presenza di molte specie rare, ora devastate dagli incendi che ne mettono a repentaglio l’esistenza.
I risultati dello studio evidenziano l’urgente necessità che, nella fase post-bellica, l’Ucraina adotti politiche ambientali che favoriscano il ripristino degli ecosistemi forestali, il rimboschimento e la loro protezione per arrestare l'ulteriore perdita di biodiversità nelle aree fortemente colpite dal conflitto, promuovendo allo stesso tempo la consapevolezza pubblica dell'importanza di questi ecosistemi.