AMBITO: Agraria, Scienze ambientali
STATO: NON ATTIVO da Marzo 2011
VOTO: ( 6 )
Gli ecosistemi naturali sono stati considerati per un lungo tempo solo come supporto per la produzione primaria delle esigenze dell'agricoltura. Solo in seguito (a partire dal 1950, come conseguenza di erosioni, eutrofizzazione e perdita di biodiversità) è stato valorizzato il loro vero ruolo di tutela: l'approvvigionamento di acqua non inquinata e il contenimento delle emissioni di anidride carbonica.
L'ottimizzazione di queste caratteristiche passa attraverso lo studio di nuovi ecosistemi. I problemi ecologici hanno però la particolarità di essere dipendenti da organismi viventi e per questo possono avere sviluppi anche in tempi piuttosto lunghi ma l'urgenza del problema impedisce l'utilizzo dei classici metodi di sperimentazione.
Il progetto Virtual Prairie ha lo scopo di usare modelli che forniscano esperimenti virtuali per testare soluzioni in tempi più brevi rispetto alle sperimentazioni reali e che inoltre ottimizzino il metodo di sperimentazione per ottenere risultati sempre più efficaci.
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Per ulteriori informazioni visitate il thread ufficiale presente nel nostro forum.
Quadro socio ambientali e gli obiettivi principali
I problemi ambientali stanno aumentando progressivamente e pertanto è necessario analizzare l'influenza dell'attività umana e cercare strategie per preservare l'ambiente, per portare al concetto di sviluppo sostenibile. Gli ecosistemi naturali sono stati considerati per un lungo tempo solo come supporto per la produzione primaria delle esigenze dell'agricoltura. La ricerca è stata pertanto focalizzata sulla valutazione della produttività dei campi erbosi (praterie) e sugli effetti della gestione sui valori agronomici delle praterie.
La valorizzazione del vero ruolo dei campi erbosi nel funzionamento dell'ecosistema si è avuta solo dopo il proliferare dei campi coltivati, a partire dal 1950 (con la conseguenza di erosioni, eutrofizzazione e perdita di biodiversità). (Vitousek et al., 1994).
La politica internazionale pone oggi nuovi traguardi a tutela degli ecosistemi in conseguenza di due questioni principali: l'approvvigionamento di acqua non inquinata e le emissioni di anidride carbonica. Per raggiungere questi obiettivi si cerca quindi di creare nuovi sistemi naturali in grado di sopperire al degrado dei sistemi precedenti (conf. Rio, 1992). Recenti studi hanno dimostrato l'importanza delle praterie nella produzione di biocarburanti alternativi (Tilman et al., 2006) e nello stoccaggio di anidride carbonica (Ni, 2002; Purakayastha et al., 2008).
Questi ecosistemi dovranno quindi essere pensati e creati per rispondere efficacemente a questi obbiettivi, essi vengono creati seminando insieme differenti specie di piante, nasce quindi il problema dell'evoluzione del sistema nel suo complesso a causa dell'interazione fra piante con diverse strategie di crescita (Grime, 1977).
A questo si aggiunge che gli ecosistemi dovranno essere gestiti dagli agricoltori e sono dipendenti dall'ambiente in cui si trovano.
Per proporre un modello da seguire occorre tenere presente anche queste problematiche, ma l'urgenza del problema impedisce l'utilizzo dei classici metodi di sperimentazione.
I problemi ecologici hanno la particolarità di essere dipendenti da organismi viventi e per questo possono avere sviluppi anche in tempi piuttosto lunghi. Particolari tecniche devono quindi essere adottate per oltrepassare le difficoltà imposte dallo studio degli ecosistemi. Il progetto ViP ha lo scopo di usare modelli che (1) forniscano esperimenti virtuali per testare soluzioni in tempi più brevi rispetto alle sperimentazioni reali e (2) ottimizzino il metodo di sperimentazione per ottenere risultati sempre più efficaci.
Per la nostra applicazione, ci siamo concentrati su un esempio di politica agricola europea che impone agli agricoltori di piantare strisce di erba nei terreni agricoli. Questo sistema ha un ruolo chiave nel risanamento della qualità dell'acqua (le strisce andranno quindi posizionate vicino ai corsi d'acqua) (De Cawer et al. 2006). Effetto indiretto di questa politica è di mantenere e ricostituire la naturale biodiversità fornendo un rifugio a animali e piante di grande valore ecologico (Field et al., 2005; Reeder et al. 2005).
Queste strisce devono coprire il 3% della superficie delle coltivazioni come i cereali. La politica ambientale del 2005 non prevede però precise linee guida tecniche per creare questo tipo di soluzioni. Il progetto ViP mira quindi a fornire le linee guida per la costituzione di prati con il miglior potenziale di purificazione dell'acqua.
La valorizzazione del vero ruolo dei campi erbosi nel funzionamento dell'ecosistema si è avuta solo dopo il proliferare dei campi coltivati, a partire dal 1950 (con la conseguenza di erosioni, eutrofizzazione e perdita di biodiversità). (Vitousek et al., 1994).
La politica internazionale pone oggi nuovi traguardi a tutela degli ecosistemi in conseguenza di due questioni principali: l'approvvigionamento di acqua non inquinata e le emissioni di anidride carbonica. Per raggiungere questi obiettivi si cerca quindi di creare nuovi sistemi naturali in grado di sopperire al degrado dei sistemi precedenti (conf. Rio, 1992). Recenti studi hanno dimostrato l'importanza delle praterie nella produzione di biocarburanti alternativi (Tilman et al., 2006) e nello stoccaggio di anidride carbonica (Ni, 2002; Purakayastha et al., 2008).
Questi ecosistemi dovranno quindi essere pensati e creati per rispondere efficacemente a questi obbiettivi, essi vengono creati seminando insieme differenti specie di piante, nasce quindi il problema dell'evoluzione del sistema nel suo complesso a causa dell'interazione fra piante con diverse strategie di crescita (Grime, 1977).
A questo si aggiunge che gli ecosistemi dovranno essere gestiti dagli agricoltori e sono dipendenti dall'ambiente in cui si trovano.
Per proporre un modello da seguire occorre tenere presente anche queste problematiche, ma l'urgenza del problema impedisce l'utilizzo dei classici metodi di sperimentazione.
I problemi ecologici hanno la particolarità di essere dipendenti da organismi viventi e per questo possono avere sviluppi anche in tempi piuttosto lunghi. Particolari tecniche devono quindi essere adottate per oltrepassare le difficoltà imposte dallo studio degli ecosistemi. Il progetto ViP ha lo scopo di usare modelli che (1) forniscano esperimenti virtuali per testare soluzioni in tempi più brevi rispetto alle sperimentazioni reali e (2) ottimizzino il metodo di sperimentazione per ottenere risultati sempre più efficaci.
Per la nostra applicazione, ci siamo concentrati su un esempio di politica agricola europea che impone agli agricoltori di piantare strisce di erba nei terreni agricoli. Questo sistema ha un ruolo chiave nel risanamento della qualità dell'acqua (le strisce andranno quindi posizionate vicino ai corsi d'acqua) (De Cawer et al. 2006). Effetto indiretto di questa politica è di mantenere e ricostituire la naturale biodiversità fornendo un rifugio a animali e piante di grande valore ecologico (Field et al., 2005; Reeder et al. 2005).
Queste strisce devono coprire il 3% della superficie delle coltivazioni come i cereali. La politica ambientale del 2005 non prevede però precise linee guida tecniche per creare questo tipo di soluzioni. Il progetto ViP mira quindi a fornire le linee guida per la costituzione di prati con il miglior potenziale di purificazione dell'acqua.
Come cresce l'erba?
Un aspetto originale di questo progetto è di tenere conto della riproduzione delle piante, per esempio la capacità di un'erba perenne di colonizzare lo spazio tramite clonazione (numerose reiterazioni di nuovi germogli collegati fra loro) (rif. figure 1 e 2). Sappiamo che i nodi di questa rete condividono informazioni anche sulle risorse e sugli inquinanti presenti (ad esempio il nitrato). Se molti modelli li considereranno come singoli punti nello spazio, sapremo di avere a che fare con modelli troppo semplificati che potrebbero portare a risultati fuorvianti.
Figure 1 e 2 : esempi di cloni in un prato
Il progetto in tre fasi
- Elaborazione del modello di simulazione di una singola pianta (IBMplant)
Questa fase si basa sulla modellizzazione del metabolismo, sull'architettura e sulle risorse strategiche della pianta. (rif. figura 3).
Figura 3 : Simulazione di una pianta con IBMplant
- Simulazione di un prato considerato come interazione di un insieme di piante (IBMprairie).
Questo step si basa sulla competizione fra i vegetali. Si partirà con la simulazione di due sole piante fino a includere numerose specie diverse. (rif. figure 4 e 5).
Figure 4 e 5 : esempio di interazione fra due popolazioni
- Accoppiamento dei modelli precedenti con un modello che consideri la presenza di nitrato o acqua contaminata da pesticidi nel suolo (IBMprairie-PDE).
Questa fase si basa sui metodi di assorbimento e rilascio di nutrienti e pesticidi delle piante. (rif. figura 6).
Figura 6 : calcolo dei flussi
Stato del progetto: progetto attivo
Iscrizione libera.
Requisiti minimi: nessuno
Gli sviluppatori non segnalano requisiti minimi da rispettare.
Screensaver: non disponibile
Assegnazione crediti: variabili in base al tempo di elaborazione
Quorum = 1 (se è >1 le WU dovranno essere convalidate confrontando i risultati con quelli di altri utenti).
Applicazioni e WU disponibili: vedi scheda "Link"
Cliccare sulle icone relative alle "Applicazioni" 
e allo "Stato del server" 
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e allo "Stato del server" .
Sistemi operativi supportati: vedi scheda "Info tecniche"
Dati specifici sull'elaborazione: vedi scheda "Info tecniche"
Per ottenere dati sulla durata media dell'elaborazione, la RAM necessaria e la dead line, consultare la scheda "Info tecniche" qui a destra. Per informazioni particolareggiate (specifiche per applicazione e sistema operativo, intervallo di backup e crediti assegnati) rifarsi alla pagina dei risultati del progetto WUprop@home.
Problemi comuni: nessuno
Non si riscontrano problemi significativi.
Supporto al progetto: supportato
Per unirsi al team BOINC.Italy consultare la scheda "Link" qui a destra cliccando sull'icona relativa al "JOIN" 
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Referente/i: posizione vacante
Se sei interessato al progetto e vuoi dare una mano diventando referente, contatta i moderatori in privato o attraverso le pagine del forum.
Posizione del team nelle classifiche modiali:
Andamento dei crediti giornalieri:
Andamento del RAC:
Statistiche interne: vedi scheda "Link"
Cliccare sulle icone relative alle "Statistiche progetto" 
o alla "Classifica utenti" 
(solo per iscritti al team).
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Statistiche BOINC.Stats: vedi scheda "Link"
Cliccare sulle icone relative alle "Statistiche del team sul progetto" 
o alla "Classifica dei team italiani" 
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