新しいデジタルツールにより、農家の意思決定が可能になります

Apr 08, 2023

DAKIS は多機能かつ多様な農業を理論から実践まで導きます

ユーラシア学術出版グループ

より多様で持続可能な農業システムへの移行を可能にする新しい「デジタル意思決定支援ツール」が、ドイツ、フランス、チェコ共和国の国際研究者チームによって開発されました。

ライプニッツ農業景観研究センターのイオアンナ・ムラティアドゥ博士が主導し、『Environment Science and Ecotechnology』誌に掲載されたこの研究は、「デジタル農業知識情報システム（DAKIS）」科学と戦略的意思決定を農場の運営と管理に結びつけることに重点を置いたデータ統合フレームワークとして。

農業分野における焦点の変化

農業セクターと経済全体の優先事項は、時間の経過とともに大幅に変化しました。 これまで、この部門は主に農産物とサービスの提供に重点を置いていました。 現在、生態系サービス、生物多様性、土地利用、気候変動などの環境側面を考慮することがますます重視されています。 新しい共通農業政策目標などのEUレベルでの新たな政策目標や、持続可能な開発目標（SDG2：「飢餓を撲滅し、食料安全保障と栄養改善を達成し、持続可能な農業を促進する」）を通じた世界レベルでの新たな政策目標は、この変化をさらに反映しています。 。

農業システムを多機能かつ多様化し、したがってより持続可能なものに変革しようとする動きは、この「優先順位のパラダイムシフト」を象徴しています。 このような「新時代」の農業は、最適な農業上の決定から生じる数多くの利点に焦点を当てており、さまざまな空間スケールで生態学的多様性の機能を活用することを目指しています。 もちろん、土地利用や農業の決定に影響を与える社会的、経済的、政治的側面にわたる他の要素とのバランスも取る必要があります。 理論的には有望に聞こえますが、このような包括的で配慮された農業システムを実践することは、概念的にも技術的にもかなりの課題です。

農業におけるデジタル化には、この課題に対処する大きな可能性がありますが、大規模なデータセットを統合し、データから重要な分析を抽出し、市民科学を関与させ、これらすべての情報を翻訳するフレームワーク、テクノロジー、ツールの開発と展開に関しては、まだギャップが残っています。 「実行可能な作物管理オプション」へ。

DAKISの開発

特定された課題に対応して、この研究の著者らは、概念的なフレームワークとして、また技術的に高度なツールとして DAKIS を開発しました。 この研究では、DAKIS を「知識ベース」かつ「非常に複雑で革新的な意思決定をサポートするデジタル技術を組み込んだシステム指向のデータ統合フレームワーク」であると説明しています。

DAKIS は、広範な利害関係者との協議、643 のデジタル ツールに関する科学文献および商用情報のレビュー、および選択された 42 のツールのより詳細な批判的調査を通じた、「反復的かつ参加型」の知識の共同生産という 3 つの側面からのアプローチを通じて開発されました。機能面での完全性と最先端の技術を表現するため。 このプロセスを総合すると、DAKIS の目的、時空間範囲、機能性、およびユーザー インターフェイスの要件が確立されました。

DAKIS の「中核的機能」は、(i) 生産、生物多様性、生態系サービスの監視、(ii) 農場運営に対する意思決定支援の提供、(iii) コミュニケーションとコラボレーションのサポートとして特定されています。 この概念的な知識は、「デザイン思考」アプローチを介して DAKIS ツールの構築に取り入れられ、技術的な骨格を作成し、さまざまな構造コンポーネントとインターフェイスを描写しました。

読者にとって、DAKIS が、リモートセンシング、現場モニタリング、GIS マッピングデータセット、次元を超えた経済的および環境的影響モデリングの出力、および参加型からの情報から収集された大量の情報を統合するという膨大なタスクに取り組んでいることは明らかです。多様な農業システムと時空間スケールにわたる影響評価。

これは実際にはどうなるでしょうか? 少しの間、自分がこのツールのグラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) を見て操作設定を行い、土地利用の目的を指定している農家であると想像してください。 エンドユーザーとして提供された情報は、ルールベースのアプローチを適用する「ダイナミック AI システム」によって、プラットフォームで利用可能な広範なサイトおよび地域固有の情報と照合され、土地利用と管理の最適な組み合わせが特定されます。 。 最終結果として、あなた (ここでは農家) には、設定された目的と好みに合わせて、さまざまなシナリオと最適な管理オプションが提示されます。

DAKIS のビジョンは、エンドユーザーが有害な影響、トレードオフ、紛争を最小限に抑えるために農業上の意思決定を行えるようにする「サイト固有の最適化推奨事項を促進/提供する」ことです。

コンセプトの証明

DAKISは現在、ドイツのブランデンブルク州とバイエルン州という農業的に多様な2つの地域で試験が行われている。 この出版物では、ブランデンブルク州に草原緩衝パッチを確立するための「使用例」、つまりこのツールが通常どのように使用されるかを示す例が示されています。 草原バッファーは、浸食制御、炭素隔離、花粉媒介者の生息地など、複数の生態系サービスを提供する景観要素です。

ブランデンブルク州のユースケースは、土壌侵食をより適切に制御しながら農業の収量を​​維持するために、草地緩衝材の最適な設計と配置を決定することを目的としていました。 この選択は、リモートセンシングデータを分析して侵食ホットスポット分析を開発し、複数年収量マップを評価し、収量の可能性が低く侵食制御の可能性が高い地域で草原の確立を優先する必要があるという中心基準を開発することによって、DAKISによって情報を得て選択されました。 次に、内蔵システム コンポーネントである RETE 推論器が、基準を満たす最適な場所を選択します。 開発された空間的に明確な基準を一連の農業生態学的、農業学的、社会的需要モデルに入力することで、DAKIS は現在の土地利用と緩衝施設の間で生態系サービスを比較し、各場所に最適な草と作物の種類を選択し、利害関係者の協力が得られる可能性がより高い場所を特定しました。対立を超えて。

農家への GUI 上の最終出力は、草原バッファーに最適な場所と最適な管理オプションを推奨する一連の地図と定性情報でした。 DAKIS によって提供される情報は、推奨事項を表示してさらに実装するために、農場管理情報システム (FMIS) などの外部サービスにエクスポートすることもできます。

テクノロジーの導入と今後の展開

この調査では、DAKIS に焦点を当て、農業を変革し、より持続可能な実践を促進するためのデジタル ツールの多大な可能性を強調しています。 世界が環境問題の悪化に直面する中、農業におけるこうした技術の利用は、より強靱で持続可能な食料システムの構築を支援する上でますます重要な役割を果たすことになる。

「DAKIS の主な新しさは、デジタル技術を使用して、農家の意思決定に生態系サービス、生物多様性、持続可能性を考慮できるようにし、農家に情報を提供し、現場に適応した小規模な農業を実現するよう導く意思決定支援システムを提供していることです。ブランデンブルク州のユースケースで明確に見られるように、独自に定義した道に沿った大規模、多機能、多様な農業」。

著者らは、「完璧な世界では、生態系サービスの提供に対する社会の要求は、DAKISの助けを借りて農家によって満たされるだろう」と書いているが、現実にはそのような解決策には政府からの強力な賛同が必要になると述べている。農場レベルの関係者だけでなく、産業界や政策立案者も含まれます。 DAKIS がサブ農場レベルを超えて役立つ可能性については、たとえば政策立案者が農業計画の有効性を分析したり、有害な補助金を廃止したりする際に役立つ可能性については、さらなる調査が必要です。

この分野は急速に発展しているため、農業におけるデジタル技術は、新しい情報のスピードに対応するために、より革新的になる必要があります。 DAKIS の開発者は、先見の明を持って、必要に応じて新しいデータ接続を組み込めるように、適応性と柔軟性を備えたフレームワーク設計をすでに作成しています。 この研究では「多機能で多様な農業のビジョンは、それが普及している農業システムに対する実行可能な経済的代替手段となる場合にのみ採用され得る」と述べられているが、DAKISが正しい方向への重要な一歩であることは明らかである。

環境科学とエコテクノロジー

10.1016/j.ese.2023.100274

実験研究

適用できない

デジタル農業知識情報システム (DAKIS): デジタル化を活用して農業システムの多様化と多機能化を促進

2023 年 5 月 9 日

著者らは、この論文で報告されている研究に影響を与えた可能性がある既知の競合する経済的利益や個人的関係を持っていないことを宣言します。

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