Computermodel forudsiger fremtidens danske natur
Danske forskere har udviklet en computermodel, der kan bruges til at hoppe ind i fremtiden. I modellens virtuelle verden kan man udforske, hvad menneskeskabte ændringer vil betyde for dyrelivet i den danske natur.

Computeres regnekraft har de seneste år gennemgået en rivende udvikling. Det har forskerne udnyttet til at skabe komplekse simulationsmodeller af naturen. Modellerne er en slags virtuelle eksperimenter, der bygger på virkeligheden. Derfor giver de helt nye muligheder for at forstå og forudsige ændringer i fremtiden. (Foto: Colourbox)

Computeres regnekraft har de seneste år gennemgået en rivende udvikling. Det har forskerne udnyttet til at skabe komplekse simulationsmodeller af naturen. Modellerne er en slags virtuelle eksperimenter, der bygger på virkeligheden. Derfor giver de helt nye muligheder for at forstå og forudsige ændringer i fremtiden. (Foto: Colourbox)

 

Hvad betyder det for naturen, at man for eksempel ændrer landbrugsstøtten, bruger andre sprøjtemidler på markerne eller bygger en motorvej? De spørgsmål har forskerne hidtil manglet brugbare redskaber til at besvare uden tidskrævende og dyrt feltarbejde.

Men fremover bliver det lettere. Baseret på virkelighedens verden har forskere fra Aarhus Universitet lavet en avanceret computermodel, der faktisk gør det muligt at simulere forskellige fremtidsscenarier.

Resultatet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Ecological Indicators.

»Scenarierne giver et realistisk billede af, hvordan forskellige ændringer på sigt vil påvirke forskellige dyrearter. For eksempel hvordan forskellige sprøjtemidler påvirker dyrene, både direkte, men også indirekte gennem deres fødegrundlag,« forklarer en af forskerne bag modellen, ph.d. og seniorforsker Toke Thomas Høye fra Institut for Bioscience på Aarhus Universitet.

Modellen tager udgangspunkt i individer

Modellen er en såkaldt ’agent-baseret model’, også kaldet en ’simuleringsmodel’.

Denne type af modeller tager udgangspunkt i enkelte individer bliver i stigende grad brugt til at løse udfordringer i samfundet inden for en lang række forskellige fag som medicin, sociologi, marketing og biologi.

Fordelen ved de individ-baserede modeller er, at de giver en mere pålidelig forudsigelse af den samlede bestands udvikling, sammenlignet med modeller, der tager udgangspunkt i en hel art eller bestand og derfor antager, at alle individer opfører sig ens.

Minder om et computerspil

Toke Thomas Høyes model bygger på oplysninger fra rigtige feltstudier - i dette tilfælde af enkelte dyr og deres leveområder.

De enkelte dyrs komplekse adfærdsmønstre lægges ind i modellen, og ud fra detaljerede beskrivelser af dyrene kan man programmere dem til at reagere naturligt og forskelligt på deres omgivelser.

»Modellen minder om et computerspil ved at fungere som en virtuel verden, hvor for eksempel agerhøns, sanglærker, markmus og harer søger efter føde, yngler og prøver at undgå fjender. Dermed kan modellerne simulere på en naturtro måde, hvordan individerne vil reagere, hvis man ændrer på deres levevilkår. Eksempelvis hvis man bygger en vej igennem deres leveområder,« fortæller Toke Thomas Høye.

Modeller for seks dyrearter er færdigudviklet

Fakta

Den virtuelle verden i modellerne er opbygget ud fra de samme grundprincipper som bruges i moderne computerspil. Landskaberne er virkelighedstro, fordi de er baseret på kortmateriale fra den virkelige verden og fordi markerne dyrkes af virtuelle landmænd på samme som i virkeligheden.

Potentielt kan en agent-baseret model indeholde flere millioner individer på samme tid, men arbejdet med at opbygge de komplekse modeller er meget tidskrævende.

På det felt er biologien faktisk et område, hvor forskerne er nået langt med udviklingen, fortæller Toke Thomas Høye.

Han og hans kollegaer har ind til videre færdigudviklet modeller for i alt seks vilde dyrearter:

  • Sanglærke
  • Agerhøne
  • Markmus
  • Hare
  • En art edderkop
  • En art løbebille

Derudover er modeller for yderligere tre arter under udvikling, blandt andet hedepletvinge, som er en truet dagsommerfugl, og den almindelige huskat, der som rovdyr sandsynligvis har stor betydning for mange vilde fuglearter.

Her vises en simulering af larver (lyseblå), pupper (lysegrøn) og voksne (mørkeblå) individer af løbebillen Bembidion lampros. Billederne er taget med ti dages mellemrum over en syvårs periode, og de forskellige dyr er programmeret ind som uafhængige individer, der bevæger sig rundt i landskabet som små prikker. IIndividerne opfører sig forskelligt afhængigt af de forhold, de bliver udsat for. For eksempel ift. hvad der dyrkes på markerne omkring det enkelte individ. (Video: Toke Thomas Høye)

Indeks hjælper beslutningstagerne

Udover de nye modeller har Toke Thomas Høye og hans kollegaer udviklet et indeks, der gør det nemmere for beslutningstagere eller forvaltere af den danske natur at bruge modellerne til at træffe beslutninger og udvælge de bedste løsninger blandt for eksempel 100 forskellige scenarier.

Næste skridt for forskerne bliver at udbrede kendskabet til modellerne og indekset, både blandt de fonde, der støtter forskningen, og de offentlige institutioner, der skal anvende resultaterne.

Her mener Toke Thomas Høye, at indekset er et vigtigt skridt i den rigtige retning, fordi det gør resultaterne mere konkrete og håndgribelige at forstå for ikke-specialister.

»Accepten af modellen er stigende, og vi arbejder sammen med flere offentlige institutioner i ind- og udland om at anvende modellen til at løse forvaltningsproblemstillinger. Men vi skal jo gerne have modellen udbredt endnu flere steder,« slutter Toke Thomas Høye.
 

Udviklingen af modeller møder udfordringer
Udviklingen af modeller for det danske dyreliv er så omfattende, at det af nogle forskere er blevet kaldt for ’verdens mest ambitiøse agent-baserede projekt’.

Det skyldes blandt andet, at modellen er meget tidskrævende at udvikle for hver enkelt art. Men med seks færdigudviklede arter, er Toke Thomas Høye og hans kollegaer nået langt nok til, at systemet kan bruges til at løse mange forskelligartede opgaver.

Derudover kræver udviklingen af modellerne, at der findes velunderbyggede feltstudier af de forskellige arter for at kunne forudsige deres adfærd. Her opstår et dilemma.

»Modellen kan især gavne de truede eller sjældne arter, men for at kunne fodre modellen med tilstrækkelige beskrivelser af dyrene, er vi nødt til at vide nok om deres biologi, og det gør vi desværre ofte ikke,« siger Toke Thomas Høye.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcasts herunder. Du kan også findes os i din podcast-app under navnet 'Videnskab.dk Podcast'.

Videnskabsbilleder

Se de flotteste forskningsfotos på vores Instagram-profil, og læs om det betagende billede af nordlys taget over Limfjorden her.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med omkring en million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk