Спутниктік фермершілік ғарыштық деректер арқылы жаһандық азық-түлік қауіпсіздігін түбегейлі өзгертеді

Демографтар Жер халқы осы ғасырда 10 миллиардқа жететінін растап отыр, бұл әсіресе дамушы елдердегі жаһандық азық-түлік жүйелеріне үлкен қысым түсіреді. Қорқыныштысы, БҰҰ Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымының (FAO) деректері бойынша планетаның құрлық аумағының тек 3,51%-ы егін егуге шектеусіз жарамды.

Осы қиындықты одан әрі күрделендіре отырып, ауыл шаруашылығы климаттың өзгеруіне айтарлықтай үлес қосады; ормандарды кесу жаһандық шығарындылардың 18 %-ын құрайды, ал топырақтың эрозиясы мен қарқынды егіншілік атмосферадағы көміртегі деңгейін одан әрі арттырады.

Спутниктік фермерлік дегеніміз не?

Спутниктік егіншілік тұрақты ауыл шаруашылығы үшін маңызды шешім ретінде пайда болды. Бұл ғарыштық технология мықты принципке негізделген: бақылау, есептеу және жауап беру. GPS, GNSS және қашықтықтан зондтау мүмкіндіктерін пайдалана отырып, спутниктер дала аймақтарындағы өзгерістерді шаршы метр дәлдігімен анықтайды.

Бұл мүмкіндік бірнеше ай алдын ала құрғақшылықты болжауды, топырақтың ылғалдылығын миллиметрлік дәлдікпен картаға түсіруді, гипержергілікті суаруды жоспарлауды және зиянкестерді ерте анықтау жүйелерін іске асыруға мүмкіндік береді.

Мысалы, 2017–2018 жылдары жаңбыр жаумау салдарынан дәнді дақылдар бағасының күрт өсуі мен кең тараған аштыққа ұшыраған Малидің қиын ауыл шаруашылығы жағдайында NASA Harvest Lutheran World Relief ұйымы арқылы шағын фермерлерге спутниктік мәліметтер негізінде дақылдардың күйзелісі туралы ескертулер жіберіп, өмірді сақтап қалуға бағытталған ерте араласуларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Негізінде, орбитада жұмыс істейтін бұл құралдар климаттық белгісіздікке тап болған әлемнің түкпір-түкпіріндегі фермерлер үшін ауыл шаруашылығындағы болжамды дәл әрекетке айналдырады.

Ауыл шаруашылығындағы ғарыш технологиясын дамытуға үлес қосатын ірі ұйымдар

Осы ауыл шаруашылығы технологияларының революциясын ғарыштық инновациялар мен ауыл шаруашылығы қажеттіліктерін байланыстыратын беделді халықаралық ұйымдар басқарып отыр. Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымы (ФАО) Collect Earth Online платформасын SEPAL құралдарымен стратегиялық түрде біріктіріп, жер мен орманды нақты уақыт режимінде бақылауды жүзеге асырады, бұл жаһандық климаттық іс-қимыл бастамалары үшін аса маңызды.

Осы уақытта NASA-ның SMAP топырақ ылғалдылығын зерттеу миссиясы су ресурстарын басқарушыларға маңызды гидрологиялық деректерді ұсынады, ал оның арнайы Harvest бағдарламасы Мали сияқты осал аймақтардағы шағын фермерлерге мақсатты қолдау көрсетеді.

Атлант мұхитының арғы жағында Еуропалық ғарыш агенттігі өзінің озық Copernicus Sentinel спутниктері мен SMOS миссиясын бүкіл Еуропа бойынша континенттік ауқымдағы дақылдардың денсаулығын бақылауға бағыттайды, ал алдағы FLEX спутнигі осы мүмкіндіктерді айтарлықтай жетілдіруге дайын.

Үндістанның ғарыш агенттігі ISRO Cartosat пен Resourcesat сияқты спутниктер арқылы егін алқаптарының ауқымын жоғары дәлдікпен бағалауға және бүкіл субконтинент бойынша құрғақшылық пен су тасқыны зардаптарын дәл анықтауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар Жапонияның JAXA агенттігі парниктік газдарды бақылауға арналған күрделі GOSAT сериясын және бұлт қабатын өтіп, күндізгі және түнгі дақылдарды сенімді бақылауға мүмкіндік беретін бірегей PALSAR-2 радар технологиясымен жабдықталған ALOS-2 спутнигін басқарады.

Сонымен қатар, Дүниежүзілік метеорологиялық ұйым ауыл шаруашылығы, су ресурстарын басқару және апаттарға жауап беру салаларында маңызды болжау қызметтерін өздерінің жан-жақты жаһандық климаттық қолданбалар желісі арқылы ұсынады. Осы ұйымдар бірге жаһандық азық-түлік өндіру жүйелерін қолдайтын ажырамас технологиялық қауіпсіздік желісін құрайды.

Әлемдік деңгейдегі спутниктік ауыл шаруашылығын енгізу үлгілері

Әртүрлі елдер спутниктік технологияларға негізделген ауыл шаруашылығына қатысты әртүрлі тәсілдерді қолданады және оны енгізудің табыстылығы әртүрлі. Израиль құрғақ климаттағы аймақтарында су мен қоректік заттарды жеке өсімдіктер деңгейінде басқару үшін спутниктік деректерді пайдалана отырып, толық ауқымды дәл ауыл шаруашылығының жаһандық пионері болып табылады, бұл қиын ландшафттарды өнімді фермаларға тиімді түрде айналдырады — су тапшылығы бар аймақтарға аса қажетті модель.

Германия ақылды ауыл шаруашылығын интеграциялауда озық: жасанды интеллекті мен спутниктік суреттерді біріктіріп, өсімдік ауруларын ерте анықтайды және инновациялық цифрлық платформалар арқылы фермерлерді тікелей нарықпен байланыстырады.

Осы арада Бразилия дақылдарды, мал шаруашылығын және ормандарды біріктіре отырып, амбициялық төмен көміртегілі ынталандыру жүйесін енгізіп, спутниктік бақылауды пайдалана отырып ауыл шаруашылығы шығарындыларын жыл сайын 160 миллион тоннаға қысқартады. АҚШ өнеркәсіптік ауқымдағы монокультуралық жүйелерінде спутниктік оңтайландыруды қолданады, әсіресе Калифорния сияқты штаттарда бадам өсірушілер NASA мәліметтерін пайдаланып құрғақшылық кезінде суды 20%-ға үнемдеді.

Дегенмен, жан-жақты зерттеулер көрсеткендей, қазіргі уақытта толық интеграцияланған спутниктік фермерлік жүйелерді тек Израиль мен Германия қолданады. Қытай, Үндістан және Бразилия сияқты ірі азық-түлік өндірушілері технологияның кейбір элементтерін пайдаланса да, оны ауыл шаруашылығы саласында толық енгізбеген.

Ең бастысы, Африка, Азия және Латын Америкасындағы дамушы елдерге осы озық жүйелер шұғыл түрде қажет, бірақ технологиялық шығындар мен техникалық оқытудағы олқылықтар сияқты іске асыруда айтарлықтай кедергілер бар.

Бұл енгізудегі алшақтық әсіресе алаңдатады, себебі зерттеулер көрсеткендей, ресурстарды оңтайлы басқару арқылы қашықтан өсіру азық-түлікке мұқтаж аймақтарда өнімділікті 70%-ге дейін арттыра алады.

Ауыл шаруашылығының экологиялық әсерін спутниктік мониторинг

Жетілдірілген спутниктер ауыл шаруашылығының топырақ, су және ауа ластануы сияқты айтарлықтай экологиялық ізімен күресте барған сайын маңызды рөл атқарады.

Өнеркәсіптік ағын сулары мен тұрақты емес егіншілік тәжірибелері әлем бойынша ауылшаруашылық топырақтарына хром, кадмий және пестицидтер сияқты қауіпті ластағыш заттарды жинақтайды, ал тыңайтқыштарды жағу атмосфераға зиянды азот оксидтері мен бөлшекті заттарды бөледі. Ауылшаруашылық ағын сулары сондай-ақ су жүйелерін нитраттармен, сынаппен және колиформды бактериялармен одан әрі ластап, қоғамдық денсаулыққа қауіп төндіреді.

Сонымен қатар, ауыл шаруашылығы қорқынышты парниктік газ шығарындыларын тудырады: жерді тазалау мен орманды кесу ауыл шаруашылығындағы CO₂ шығарындыларының 761 ТП3Т-ын, мал шаруашылығы мен күріш өсіру жаһандық метанның 161 ТП3Т-ын (қысқа мерзімде CO₂-ге қарағанда 84 есе көп жылуды ұстайды) құрайды, ал тыңайтқыштарды шамадан тыс қолдану азот оксиді шығарындыларының 61 ТП3Т-ын құрайды.

Бақытымызға орай, ластануды бақылайтын арнайы спутниктер қазір осы көрінбейтін қауіптерді бұрын-соңды болмаған дәлдікпен қадағалайды. Жапонияның GOSAT-2 спутнигі 0,31 ТП3Т-тен жоғары дәлдікпен 56 000 әлемдік нүктеде CO₂ және метан концентрацияларын картаға түсіріп, баға жетпес климаттық деректер ұсынады.

Еуропаның Copernicus Sentinel-5P спутнигі, қазіргі уақытта әлемдегі ең озық ластану спутнигі, жаһандық ауа ластануының 75% адам әрекеттерінен туындайтынын анықтап, бұл қоршаған орта саясатын жедел өзгертуге итермеледі.

Үндістанның HySIS спутнигі күрделі гиперспектралды бейнелеу арқылы өнеркәсіптік ластану көздерін бақылайды, ал алдағы француз-германиялық MERLIN миссиясы интенсивті азықтандыру алаңдары мен күріш алқаптары сияқты метанның “супер-эмитенттерін” дәл анықтау үшін озық ладар технологиясын қолданады.

Орбиталық күзетшілер өнеркәсіп пен ауылшаруашылық операцияларын барған сайын жауапкершілікке тартуда, бұл жаһандық экологиялық бақылау мүмкіндіктерін түбегейлі өзгертіп жатыр.

Спутниктік фермершілікті енгізу кезіндегі қиындықтарды жеңу

Тұрақты ауыл шаруашылығындағы дәлелденген артықшылықтарына қарамастан, әсіресе дамушы аймақтарда ғаламдық спутниктік фермершілікті енгізуге айтарлықтай кедергілер бар. Әлемдік азық-түліктің шамамен 70 %-ын өндіретін шағын фермерлерде сенімді интернетке қолжетімділік немесе күрделі геокеңістік деректерін талдауға қажетті техникалық даярлық жиі жетіспейді.

Технологияның жоғары құны әлі де қолжетімсіз болып отыр; бір ғана озық топырақ сенсоры $500 тұруы мүмкін — дамушы елдердегі көптеген фермерлер үшін бұл қаржылық тұрғыдан қол жетпейді. Пәкістан мен Кения сияқты елдерде инфрақұрылымдық олқылықтар мен техникалық шектеулер салдарынан құнды агрометеорологиялық деректер дала жұмысшыларына сирек жетеді.

Мәдени қарсылық сондай-ақ жаңа технологияларды енгізуге кедергі келтіреді; көптеген фермерлер дәстүрлі түрде алгоритмдік ұсыныстарға қарағанда ұрпақтан-ұрпаққа жеткен даналыққа сенеді, ал басқалары сақтандыру компаниялары немесе мемлекеттік органдар тарапынан деректердің дұрыс пайдаланылмауынан орынды түрде қорқады. Осы көпқырлы мәселелерді шешу үшін ауыл шаруашылығы саласындағы зерттеушілер нақты іске асыру шешімдерін ұсынады.

Ұлттық үкіметтер фермерлерге спутниктік ескертулерді түсіндіруді үйрететін мобильді оқыту шеберханаларын қаржыландыруы тиіс, бұл Малидегі табысты Lutheran World Relief бағдарламасының тікелей үлгісі бойынша жүзеге асырылады. Қаржылық қолдау механизмдері Africadaғы шағын фермерлерге арнайы жасалған AgriBORA-ның $10 топырақ сенсорлары сияқты қолжетімді мониторинг құралдарын субсидиялауы тиіс.

Сонымен қатар, Дүниежүзілік метеорология ұйымы үйлестіретін жаһандық білім алмасу желісі шекаралар арқылы маңызды дақылдар болжамдары мен ластану деректеріне қол жеткізуді демократияландыра алады.

Эмиссияны азайтуға арналған ынталандыру шаралары, мысалы, Бразилияның климатқа бейімді ауыл шаруашылығына арналған төмен пайыздық несиелер ұсынатын инновациялық ABC бағдарламасы, тұрақты технологияларды енгізуді айтарлықтай жеделдетеді.

Соңында, жақсартылған жаһандық ынтымақтастық аса маңызды болып қала береді; 2020 жылғы құрттар легі дағдарысы кезінде үнді және еуропалық спутниктер нақты уақыттағы деректерді бөліскенде, Шығыс Африка фермерлері уақтылы араласулар арқылы қауіпке ұшыраған 40% егінді сәтті сақтап қалды. Мұндай ынтымақтастық үлгілерін кеңейту осал азық-түлік жүйелерінде болашақтағы ауыл шаруашылығы апаттардың алдын алуға мүмкіндік береді.

Қорытынды

Болашақты ескере отырып, спутниктік фермерлік – азық-түлік қауіпсіздігінің шұғыл қажеттіліктері мен қоршаған ортаны жауапты қорғауды үйлестіруде адамзаттың ең үмітті тәсілі. Дамушы елдер климаттық қиындықтар жағдайында өнімділікті тұрақты түрде арттыру үшін дәлелденген израильдік және немістік дәл фермерлік модельдерді енгізуге басымдық беруі тиіс.

Метеанның климатқа пропорционалсыз әсер ету мүмкіндігін ескере отырып, MERLIN технологиясы сияқты метанды бақылайтын спутниктік мүмкіндіктерді кеңейту аса маңызды. Көзге түсерлік статистика бұл мүмкіндікті айқын көрсетеді: зерттеулер көрсеткендей, спутниктерді оңтайлы пайдалану дамушы елдердегі ауыл шаруашылығы өнімділігін 70 %-ға арттырып, бір мезгілде су тұтыну мен тыңайтқыш қолдануды 50 %-ға азайта алады.

Климаттың құбылмалылығы күшейіп, әлемдік халық саны артып келе жатқанда, орбитадағы бұл қорғаушылар планетаның денсаулығын құрбан етпей 10 миллиард адамды азықтандырудың ең айқын жолын ұсынады. Соңғы өнім? Ауыл шаруашылығы біздің баға жетпес Жерімізге зиян келтірмей, керісінше емдейтін тамаққа қауіпсіз болашақ.