来自美国和南非的科学家正在发起一项运动，绘制地球生物多样性热点地区之一的海洋、淡水和陆地物种和生态系统的地图:位于南非西南边缘的大开普植物区。

美国宇航局将在2023年派飞机在该地区上空飞行6周，测量植被的高度和结构，并收集陆地和水生生态系统的紫外线、视觉、热成像和其他图像。卫星将收集更多的数据。地面小组将在特别感兴趣的地点进行观察，砍伐他们发现的植物，可能还有动物。

利用这些数据，该小组将绘制该地区的生物多样性地图，提供物种分布和数量的估计，以及生态系统的边界，并研究生物多样性如何影响物理环境，反之亦然。换句话说，这项运动将帮助科学家了解研究区域生态系统的结构、功能和组成。

“这是几个组织之间的广泛合作，”首席研究员、UB生物地理学家Adam Wilson说。“大开普植物区是一个非常迷人的地方——它有极高的植物多样性，在过去的50年里，由于气候和土地使用的变化，环境发生了巨大的变化。

“我们的数据将比以往任何时候都更详细地从飞机或卫星上捕捉该地区的生物多样性。结合实地观察，这些新数据将帮助我们了解这一动态区域，并提高我们从太空监测全球生物多样性的能力。”

该项目名为“Cape的海洋、淡水和陆地生物多样性调查(BioSCape)”，由NASA资助，UB的研究人员获得了87.3万美元的NASA资助，以完成他们的工作份额。

领导团队包括文理学院地理学副教授威尔逊;加州大学默塞德分校(University of California, Merced)的艾琳·赫斯提尔(Erin Hestir);开普敦大学的贾斯珀·斯林斯比;以及南非环境观察网的格伦·蒙克利夫。其他机构合作伙伴包括南非国家生物多样性研究所、南非国家公园、南非自然省公园和南非国家航天局。

南非环境观测网络的科学家Moncrieff说:“在地球观测方面的很多研究都是在世界森林生态系统中进行的，比如亚马逊或北温带森林。”“但非森林生态系统拥有世界生物多样性的很大一部分，也许这些非森林生态系统中最多样化的是南非大开普植物区(Greater Cape Floristic Region)的灌木林地。

“BioSCape将把美国宇航局最先进的遥感技术带到这个地区，促进对森林边缘以外的生物多样性遥感的大量研究。我们希望通过测绘植物的生物多样性及其功能，我们将能够展示这里许多人依赖的重要生态系统服务与该地区独特的植物群之间的联系。”

开普敦大学的讲师Slingsby补充说:“BioSCape运动确实是一个很好的机会，不仅可以促进该地区对遥感的使用，而且还可以推动生物多样性遥感方面的创新。该地区的灌丛生态系统高度多样化，由于火灾、季节性、生境异质性等因素，具有复杂的时空自然动态，这将真正考验科学团队。水生生态系统也将面临同样的挑战。”

“世界正面临灭绝危机，”加州大学默塞德分校土木与环境工程副教授赫斯提说。“我们正在经历地球历史上的第六次大灭绝，物种损失的速度前所未有。了解生命的多样性，是什么驱动了它，以及它在未来可能会如何变化，这对维持和保护地球上的生命——对我们和所有生物来说都是至关重要的。”

布法罗大学地理系是招募博士后研究员填补Bioscape的科学项目经理的位置。威尔逊说，该团队致力于构建多样化和包容性的项目。

在开普植物区一个独立但相关的项目中，威尔逊正在与一个团队合作，其中包括一些相同的合作伙伴开发一种利用卫星遥感和人工智能监测生态系统的工具在那个地区。目标是检测火灾，陆地清算，侵入性植物物种的传播以及对植被的其他不寻常的损害。

这项48.3万美元的项目也由美国宇航局资助，是UB、南非环境观察网、开普敦大学、开普敦自然保护区、南非自然保护协会和南非国家公园之间的合作项目。

威尔逊解释说:“我们的想法是创建一个决策支持工具，可以支持生物多样性的监测和管理。”“该系统将标记出不寻常的生态系统变化，比如入侵物种战胜本地物种，或保护区的土地覆盖变化，这样地面团队就可以查看它，了解更多发生了什么。”

该项目还将利用布法罗大学地理学助理教授胡英杰(Yingjie Hu)的专业知识，他也是该项目的共同研究员。胡是一名地理空间人工智能(GeoAI)专家。监测开普植物区生物多样性和生态系统变化的一个挑战是区分自然变化(如经常发生的对当地生态系统健康至关重要的野火)和威胁生物多样性的异常变化。胡的工作将整合人工智能和生态模型，以促进一个系统的发展，可以做出这些区别。