晚期诊断可能意味着心脏骤停，无法手术的癌症，自杀。但是，早期发现提供了潜在的时间来扭转那些破坏系统的力量-这种潜力促使医学领域在筛查技术上投入了数十年的时间和无数的资金。
内布拉斯加大学林肯分校的狄拉克·特威德(Dirac Twidwell)，丹·乌登(Dan Uden)和其他生态学家对在等待赶上他们的领域保持警惕，看着临近州的具有10,000年历史的土地覆盖消失，想知道沙丘丘陵和黄土峡谷是否可以拒之门外。生态等效感染。
他们知道，对所谓的政权更迭做出反应的危险将随着入侵的植被淹没本地生物而扰乱生态系统动态：动物物种面临生存威胁，牧场主为牲畜损失了重要的草料，野火和洪水引发了不可预测的问题。
农学和园艺学副教授特威德威尔(Twidwell)表示：“在根本上改变您的系统的临界点。” “要重建一个健康的系统非常困难，或者它是不可逆的，那么您将面临一个新的现实。”
通过依靠超级计算机，空前的土地覆盖数据和健康的生态理论，研究人员提出了一种方法，该方法最终可以帮助保护主义者和土地所有者治疗预警信号，而不是根深蒂固的症状。
特威德威尔说：“如果等到出现严重症状，医学上就会出现一类问题，无法解决。” 那些自然存在。我们应该这样做以防止这些事情发生。
“想象一下要去医生办公室。他们会提取所需的样品，然后告知您：“太好了，我们会在四到五年内与您联系。” 那就是我们职业的速度，但是技术正在改变一切。现在，我们实际上可以在一周内回到人们那里。”
边界条件
该团队的方法很大程度上归功于蒙大拿大学研究人员开发的土地覆盖数据集，可通过Rangeland分析平台访问，该 平台提供了美国西部几乎每100平方英尺土地的鸟瞰图。该小组使用Google Earth Engine的算法和其他分析工具，研究了五种土地覆盖类型-裸露土地，一年生草和开花植物，多年生草和开花植物，灌木和树木-覆盖了2000年至2017年之间的美国西部牧场。
该平台允许其用户测量每个100平方英尺区域上任何两种土地覆被类型的共存性。一个区域可能具有57%的年花和43%的灌木丛，或84%的多年生草和16%的裸露地面，或100%的树木。
借助先进的超级计算机，Twidwell，Uden及其同事可以分析这些土地覆盖类型随时间推移的相互作用，然后，该团队便可以寻找新出现的政权转移的故事。那些故事?多年以来，共存模式的显着崩溃，其中一种覆盖类型现在正在取代另一种覆盖类型，以一致地分布在多片土地上。
如果多个相邻的区域曾经具有多年生草和裸露土地的均等份额，但随后在接下来的十年中变成90%的裸露土地占主导地位(如果一个显着上升而另一个则下降)，则发动机将有效地将其标记为警告信号。
“因此，我们看到了不同制度之间的界限，我们可以看到这些界限随着时间的推移保持稳定或开始移动，这是我们要关注的问题，”农学和园艺学的博士后研究员乌登说。“我们不只是查看给定位置的情况。我们不仅可以查看您所在的位置，而且还可以查看您附近的社区是否发生了变化。因此，我们可以使用它查看更远的范围，然后跟踪随着时间的变化。”
研究人员最近通过分析处于已知麻烦的政权转移风险地区来证明了他们的方法。这些转变中有两个发生在内布拉斯加州。一种是侵入性的东部红杉树取代本地草种，尤其威胁到北普拉特附近的黄土峡谷。另一个因素是可能导致荒漠化的侵蚀，历史上一直困扰着占该州四分之一以上面积的沙丘。
特威德(Twidwell)列举了2012年袭击桑德希尔斯(Sandhills)的一场野火，以及他的研究小组试图在一年后开始追踪该野火的任何长期后果的证据，以此证明新的筛选方法所取得的进展。野火发生后，该小组手动并每年在整个受灾地区采样三平方英尺的地块。
特威德威尔说：“我们依靠的是一小部分信息，可能采样不到总面积的1%。” “在过去的一年中，我们已经从那里看到了每个(100平方英尺)像素。
“在没有职业的情况下，原本需要大量野外工作人员一生去做现在可能的事情。”
“那是我的心所在”
特威德威尔说，在内布拉斯加州范围内正确使用筛选方法，并履行大学的土地授予使命，就意味着要与那些代表牧场主和野生动物的人们一起工作。
非营利组织Sandhills Task Force的项目主管Shelly Kelly致力于维护该地区和依赖混合草草原的牧场主的生计。
“这是美国现存的最大的原始草原之一，也是世界上少数的原始草原之一，”凯利说，他在2010年代初的一次会议上遇见了特威德，并立即意识到了一种同种的精神。
凯利说：“他伸出援手只是为了确保他正在考虑的研究是适用的。”他估计工作队每年与大约40名牧场主进行沟通。“如果教授不是牧场主，他们并不总是知道如何接收信息或最有用的部分。这就是我的角色：试图帮助回答这些问题。
“当我们开始谈论这些想法时，总是会出现更多的想法。尝试共享信息并提出想法只是头脑风暴。关于狄拉克(Dirac)的一件整洁的事情是(他)收回了这些信息并对其采取行动。”
乌登(Uden)和特威德威尔(Twidwell)将小组与机构，土地经理和土地所有者的合作描述为一个相互学习的过程，数据可以指导实践，然后为数据提供必要的上下文，等等。
乌登说：“这的确是合拍。” “我们可以看到这些变化的一般指标，但是然后我们去找他们说，'这时发生了什么?' 他们说，“哦，那是发生这种情况的地方”，或者，“那是我这样做的地方，我的邻居也这样做的地方。””
特威德威尔说：“从科学的角度来看，这令人兴奋，但随后我们可以迅速响应他们的需求，以便他们也可以学习。该小组还与内布拉斯加野生动植物公园委员会合作，该委员会的野生动物部门主管艾丽西亚·哈丁(Alicia Hardin)负责监督两个公众的管理。和私人土地。哈丁说，筛选方法应该通过集中精力关注东部红杉尚未侵占但仍显示出入侵迹象的区域，来帮助欧洲委员会更好地优先分配有限的资金。她说，与入侵物种扎根之后，消除入侵物种相比，预防入侵既容易又便宜。
哈丁说，更长的交货时间和更精确的指导的潜力已经在委员会上留下了印象。
她说：“这确实使我们一些生物学家大开眼界，他们之间进行了非常愉快的交谈。” “我们可以在管理方面做些什么?我们真正应该集中在哪里?我们如何与周围的私人土地所有者合作完成某些工作?
“我真的很兴奋，我认为这对我们所有人都向前迈出了一大步。”
特威德威尔说，但与自然和科学技术的飞跃发展一样，保护沙丘和黄土峡谷也可能需要从被动思维转变为主动思维。他说，对生态系统的后果往往滞后于变化本身，这可能掩盖了令人震惊的迹象，他掩盖了它们有能力在诸如水资源管理和学校资金等问题上颠覆现状。
而且由于内布拉斯加人的前几代人大多负担不起理解，思考或为政权更迭做准备，因此突然采取积极的心态可能是一个很大的要求。
“这成为一个真正的挑战;就像谈论为什么预防医学非常困难一样，”特威德威尔说。“这取决于您的选择以及您照顾自己的文化意愿。如果用药那么难，您可以想象管理自然资源有多难。”
凯利说，她很乐观，认为这种心态的世代重要性与最终有能力实施的人(牧场主本人)沟通，为该州提供了战斗的机会。