微软研究院致力于生态系统建模

如果有一个巨大的计算机模型，可以显著提高我们对环境的理解，并导致更好地支持保护和生物多样性的政策决定，那会怎么样?微软研究院的一组研究人员正在建立这样一个模型，有一天可能会实现，并发表了一篇文章上周在《自然》杂志(付费访问)上，他呼吁其他科学家也加入进来，尝试做同样的事情。

当德鲁士微软计算生态和环境科学小组(CEES)的负责人和他在英国剑桥微软研究院的同事们，开始与该研究团队合作联合国环境规划署世界自然保护监测中心(UNEP-WCMC)，他们不知道他们最终会在全球范围内模拟生命。Purves说:“UNEP-WCMC是一个重要保护活动的国际中心，我们对我们可以一起做什么持相当开放的态度。”但他们很快意识到，真正需要的是一个通用的生态系统模型(GEM)——由于涉及的规模太大，到目前为止还不太可能。反过来，《全球生物多样性观察》的发现可以有助于更好地制定有关生物多样性的政策。

但首先，我们来学习一些术语。GCM(大气环流模型)是一种数学模型，它模拟地球上陆地、海洋和大气的物理和化学性质。虽然科学家们利用这些模型来更好地了解地球气候系统是如何工作的，但他们也已经习惯了预测气候变化为公共政策提供信息。因为这些模型非常成功，保护团体的成员正在寻找一个模型，可以提高他们对生物多样性的理解。

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构建创业板具有挑战性，但并非不可能。微软研究中心和环境署-海洋生态中心在过去两年里开发了陆地和海洋生态系统的GEM原型。这个原型被称为Madingley模型，它建立在该团队刚刚完成的另一个雄心勃勃的项目之上，模拟全球碳循环．以此为出发点，他们也开始模拟所有的动物生活:食草动物、杂食动物和食肉动物，各种大小，生活在陆地上。计算生态小组在做这件事时处于一个独特的位置，因为这个小组包括了真正的生态学家(比如Purves)，他们在微软研究院内部做着新奇的研究。此外，他们正在开发用于这类科学的新型软件工具。当团队遇到各种各样的计算和技术挑战时，这对团队很有帮助。尽管如此，该模型的输出结果与目前对生态系统的理解普遍一致。

一个挑战是，虽然创建一个有效的GEM所需的一些数据已经被收集并存储在研究机构中，但还需要更多的数据。一个新的大型数据收集项目将是昂贵的，因此，GEMs的支持者呼吁世界各国政府支持管理大规模生态和气候数据收集的项目。

但如果你建好了，他们会来吗?Drew Purves知道建立一个现实的创业板是可能的，但他认为真正的挑战是建立一个模型，使决策者能够更好地管理我们的自然资源——这意味着确保预测是准确的。如果能够实现这样一个准确的、值得信赖的模型，总有一天，自然资源保护主义者将能够将GEMs数据和其他领域的模型结合起来，为全球自然保护政策提供更全面的指导。

找到气候变化和生态系统保护的解决办法是一个巨大的挑战，任何一个实体都无法单独应对。这就是为什么我们认为计算机建模有潜力。这是技术在解决地球面临的环境挑战方面不断发展的又一个伟大的例子——我们很荣幸能与联合国环境规划署开始解决这些挑战。

这文章首次出现在微软绿色博客上，经许可转载。

一个全球碳循环的例证由凯文·萨夫提供，经FischX修正，可通过维基媒体共享获得。