अमेज़न के पेड़ों से सीखें! भीषण गर्मी से निपटने के लिए प्रकृति की बुद्धिमत्ता

प्रस्तावना――धुंधलके का जंगल
कोहरे से ढके अमेज़न के ऊपर एक ड्रोन सुबह की पहली किरणों के साथ उड़ान भरता है। नारंगी रोशनी विशाल वृक्षों की चोटी को छूती है, जिससे पत्तियों का समुद्र एक साथ चमक उठता है, मानो एक विशाल सौर पैनल सक्रिय हो गया हो। वहाँ एक अज्ञात "प्रकाश के साथ खेल" हो रहा था――।

1. अनुसंधान की पृष्ठभूमि

पृथ्वी का सबसे बड़ा कार्बन अवशोषक माने जाने वाले अमेज़न वर्षावन हाल के वर्षों में जलवायु परिवर्तन के कारण अत्यधिक सूखे और उच्च तापमान का सामना कर रहे हैं। उपग्रहों ने क्लोरोफिल फ्लोरोसेंस (SIF) का उपयोग करके प्रकाश संश्लेषण की मात्रा का अनुमान लगाया है, लेकिन शुष्क मौसम में SIF के बढ़ने की "असुविधाजनक सच्चाई" की रिपोर्ट की गई है, जिससे क्षेत्रीय सत्यापन की आवश्यकता बढ़ गई है। phys.org

2. वृक्षों की चोटी पर चढ़े शोधकर्ता

डॉक्टरेट के छात्र लियोनार्डो जिक्कार्डी और उनकी टीम ने 2019 से 2024 के बीच 60 मीटर से ऊंचे 200 से अधिक विशाल वृक्षों पर चढ़ाई की। उन्होंने पोर्टेबल प्रकाश संश्लेषण मीटर "MultispeQ" का उपयोग करके ① अवशोषित प्रकाश मात्रा (APAR) ② फ्लोरोसेंस ③ तापीय अपव्यय ④ शुद्ध प्रकाश संश्लेषण दर को एक साथ मापा। कुल नमूना संख्या 10,000 से अधिक पत्तियों तक पहुंच गई, और वृक्षों की चोटी का "पूर्ण 3D रिज़ॉल्यूशन डेटा सेट" पहली बार तैयार हुआ। phys.org

3. उजागर हुआ "तीन चरणों का उपयोग" मॉडल

1. संतुलन चरण (कम से मध्यम प्रकाश)

   • प्रकाश संश्लेषण और फ्लोरोसेंस एक साथ बढ़ते और घटते हैं।

2. बफर चरण (तेज प्रकाश + हल्की सूखापन)

   • तापीय अपव्यय को तेजी से बढ़ाकर पत्तियों के तापमान को नियंत्रित किया जाता है। प्रकाश संश्लेषण स्थिर रहता है।

3. संकट चरण (तेज प्रकाश + गंभीर सूखापन)

   • तापीय अपव्यय तंत्र अपनी सीमा तक पहुँच जाता है और प्रकाश संश्लेषण तेजी से गिरता है। फ्लोरोसेंस स्पाइक के रूप में बढ़ता है, पत्तियों की क्षति का संकेत देता है।

पारंपरिक रूप से "फ्लोरोसेंस ↑＝ प्रकाश संश्लेषण ↑" मानने वाले उपग्रह एल्गोरिदम ने तीसरे चरण में विपरीत घटना को नजरअंदाज कर दिया था। phys.org

सूर्य का प्रकाश→पत्तियाँ→फ्लोरोसेंस, ताप, प्रकाश संश्लेषण

4. सोशल मीडिया की प्रतिक्रिया――"प्रशंसा और चिंता"

• @thepostdoctoral
  "उपग्रह डेटा की व्याख्या करने का तरीका मूल रूप से बदल सकता है। जमीनी अवलोकन के महत्व की फिर से पुष्टि!"twitter.com

• @kgusler
  "विशाल पेड़ पर चढ़ने की दृढ़ता को सलाम। लेकिन SIF उद्योग को बड़े पैमाने पर सुधार की आवश्यकता होगी।" twitter.com

• @MSUDOEPlantLab
  "हमारा MultispeQ उष्णकटिबंधीय वनों के भविष्य को उजागर कर रहा है! अगला कदम अफ्रीका में विस्तार करना है।" x.com

जापानी शोधकर्ताओं से भी "अंतरिक्ष उपग्रह 'शिकिसाई' के डेटा कैलिब्रेशन से सीधे जुड़ने वाला परिणाम" (चिबा यूनिवर्सिटी, सैटेलाइट ऑब्जर्वेशन सेंटर) की आवाज़ उठ रही है।

5. जापान के लिए संकेत

• रिमोट सेंसिंग उद्योग: कृषि के लिए SIF विश्लेषण करने वाले घरेलू स्टार्टअप्स को शुष्क क्षेत्र की फसलों पर लागू करते समय समान त्रुटि सुधार की आवश्यकता होगी।

• वन नीति: उष्णकटिबंधीय लकड़ी की स्थिरता सूचकांक में प्रकाश संश्लेषण दक्षता को अपनाते समय, इस अध्ययन के तीन-स्तरीय मॉडल को शामिल करने से अवैध कटाई जोखिम मूल्यांकन को अधिक सटीक बनाया जा सकता है।

• शिक्षा और पर्यटन: चित्रण के माध्यम से दिखाए गए "पत्तियों की प्रकाश ऊर्जा वितरण" को प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालयों की पर्यावरण शिक्षा और इको-टूरिज्म सूचना बोर्ड में पुनः उपयोग किया जा सकता है।

6. भविष्य की दृष्टि

शोध टीम 2025-2027 के बीच रियो नेग्रो बेसिन को लक्षित करते हुए उपग्रह, ड्रोन और कैनोपी सेंसर को एकीकृत करने वाला मल्टीस्केल ऑब्जर्वेशन नेटवर्क बनाने की योजना बना रही है। उपग्रह SIF को गर्मी अपव्यय, फ्लोरोसेंस और प्रकाश संश्लेषण में वास्तविक समय में विभाजित करने वाले "भौतिक-आधारित एआई मॉडल" के विकास को महत्वपूर्ण माना जा रहा है। उष्णकटिबंधीय वन के टिपिंग पॉइंट तक पहुंचने से पहले प्रारंभिक चेतावनी को लागू किया जा सकता है या नहीं, जापान के तकनीकी सहयोग पर भी ध्यान दिया जा रहा है। phys.org