保護區域乃至於全球尺度的生物多樣性,一直是各國設法達成的目標。美國佛羅里達自然歷史博物館(Florida Museum of Natural History)的研究學者對這方面的議題提出呼籲,認為是時候利用長期累積的大數據解決人們長期以來的疑問:植物是如何演化並形成現在的分布?並預測未來環境受人為擾動下,植物將如何繁衍等問題。
研究人員表示,近年來,由於資料處理、演算法及硬體性能方面大幅度進展,研究人員能將生物相關的大數據,以適當的工具加以分析,解開長年來人們感興趣的議題。這些議題包括物種保育策略、預測未來物種的分布,及透過模型模擬預測物種受氣候變遷衝擊的程度等。現今,越來越新穎的量測方式,包含遙測與無人機技術,讓科學家們即時觀測與蒐集數據;此外,研究人員也可利用生物愛好者或公民科學家(citizen scientist)蒐集整理並發布在線上資料庫的客觀數據作為研究數據。藉由結合上述數據來源,研究人員便可全方位地探討生物問題,政策制定者與決策者也可依據資料庫內容或研究結果制定及推動相對應的政策。相關研究文獻已發表在<Nature Plants>。【延伸閱讀】以大數據分析都市農業未來潛能
以大數據為基礎的研究,對於釐清生物演化史、現況分布及與預測未來可能分布的範圍有其必要性。在農業方面,善用宏觀的大數據分析將有助於預測作物分布之生長界限,倘若對臺灣特有種的分布有通盤的了解,將有利於未來制定保育政策,特殊的種源在完善的保育政策下將得以保存,對日後的育種試驗有相當大的幫助。
目前國內已由農委會、中研院與科技部共同成立「臺灣生物多樣性資訊入口網」,「臺灣生物多樣性資訊入口網」匯集各界研究學者與公民科學家調查之生物分布資訊,以數位化的方式呈現於網路平台,供國人查閱。
芬蘭位處北緯60˚~70˚間的斯堪地半島,全國森林覆蓋率達69%,每年約生產300萬噸的軟木(softwood)樹皮,目前主要用於能源生產。而在樹皮利用方面,傳統工藝會先利用熱水萃取樹皮中的單寧,樹皮殘餘物再經過酵素水解,作為醣類發酵的生產原料。
除了樹種外,單寧萃取產率也會受原料來源和加工製程的影響。使用傳統熱水處理法製程,斯堪地那維亞(Scandinavian)的雲杉和松樹所萃取的丹寧產量最多達樹皮重量10%,且利用酵素水解樹皮殘餘物作為醣源的利用效率也有待提升。
由芬蘭科技研究院(VTT Technical Research Centre of Finland)開發的新型工藝使用更強的鹼性條件和更高的溫度處理木材,大約可溶解與分離三分之一的樹皮重的單寧,產率更高,且得到的雜質(碳水化合物和灰分)則比起熱水處理法更少,因此以此方法生產的單寧(tannin)萃取物是比kraft lignin活性更高的樹脂原料,而殘餘的纖維仍可作為醣源發酵產物的原料,或進行其他材料方面的應用。【延伸閱讀】農業新技術延長水果兩倍保鮮時間
此研究與歐盟SPIRE計畫相關,屬於「降低能源需求和農林複合廢物轉化為高附加價值產品過程的二氧化碳排放的系統方法」計畫中的一部分,其他參與機構包含比利時的生物基地歐洲試驗工廠(Bio Base Europe Pilot Plant, BBEPP)、西班牙的TECNALIA 研究院、Foresa公司和BIOSYNCAUCHO公司。
氣候變遷衝擊原有的生態環境,是人類未來面臨最大的關鍵挑戰之一。為了調節大氣中溫室氣體的含量,減緩氣候變遷進程,人們逐漸重視森林及海洋生態提供之碳捕捉與碳封存服務。其中位於熱帶與亞熱帶河口潮間帶附近,由水生木本植物組成的紅樹林(Mangrove)屬於「藍碳」的一種,因其豐富的生物多樣性,比起一般陸生森林的儲碳能力更高。
過去研究人員提供了各種推估紅樹林儲存藍碳的方法,但卻忽略了潮汐和河流對沿海的影響,因此降低了全球預測的準確性。而現在路易斯安那州立大學(Louisiana State University)海洋學和海岸科學系使用了地貌框架(ecogeomorphology framework)和CES (coastal environmental settings),針對世界各地紅樹林儲存的藍碳含量進行了更準確的估算,發現在加勒比和佛羅里達地區的石灰岩海岸的藍碳被低估了50%,且沿岸三角洲的藍碳被高估了86%,並為57個缺乏藍碳數據的國家提供了新的計算數據,有利於政府與土地開發者於事先規劃紅樹林附近的土地利用,並提升紅樹林提供的環境價值。【延伸閱讀】康乃爾大學科學家發現能對抗氣候變遷的新菌種
此項工作由美國國家科學基金會的Coastal SEES計畫、Earth Surface Dynamics、Louisiana Sea Grant College Program和National Council for Scientific and Technological Development(CAPES / CNPq)資助,該研究報告發表在美國生態學會的<Frontiers in Ecology and the Environment>。