أداة مراقبة لتتبع بقاء مستعمرات المرجان

رسم الخرائط تحت السطحية هو نهج الاستشعار عن بعد مع أصغر أثر لرسم الخرائط ، ولكنه يوفر أعلى دقة مكانية. يستخدم التصوير الفوتوغرافي تحت الماء ، الذي يديره عادة الغواصون أو الغواصون ، ويركز على منطقة صغيرة جدًا من الشعاب المرجانية. طريقة الحصول على الصور هي نفسها المستخدمة عند رسم الخرائط باستخدام الطائرات بدون طيار. يمكن أن يسجل القياس التصويري عن قرب تغييرات طفيفة جدًا في نمو وفقدان الشعاب المرجانية (على سبيل المثال ، مقياس المليمتر) ، وهو أداة قوية لمراقبة مواقع الزرع. 

يتم استخدام القياس التصويري عن قرب بالاشتراك مع تقنية تسمى هيكل من الحركة (SfM) لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للغاية لهيكل الشعاب المرجانية. يمكن استخدام النماذج ثلاثية الأبعاد لهيكل الشعاب المرجانية لرصد التغييرات في البساط ، وهي سمة مهمة للشعاب المرجانية للأسماك المعتمدة على الشعاب المرجانية والكائنات الأخرى المرتبطة بالشعاب المرجانية. بالإضافة إلى الهيكل ، يمكن أيضًا رصد التغيرات في المرجان الحي والتنوع البيولوجي والأمراض والآثار الناجمة عن الأنواع الغازية.

سحابة نقطية ثلاثية الأبعاد لـ Elkhorn Coral (Acropora palmata) تم إنشاؤها من مئات الصور الاستريو. صورة © ستيف شيل

يقود Nature Conservancy (TNC) هذا العمل في جزر فيرجن الأمريكية (USVI) حيث يقومون بمسح نمو المستعمرات المرجانية المزروعة. اقرأ دراسة الحالة أدناه.

دراسة حالة: المسح التصويري لرصد استعادة المرجان في USVI

خريطة جزر الكاريبي المعزولة تسلط الضوء على جزر فيرجن الأمريكية. صورة © The Nature Conservancy

مركز USVI Coral Innovation Hub ، وهو مركز لتعزيز ابتكار وعلوم استعادة الشعاب المرجانية ، ويقع في سانت كروا ، وهو جزء من استراتيجية المرجان الكاريبي التابعة لشركة TNC بهدف شامل لتطوير ونشر حلول قابلة للتطوير لتحسين صحة الشعاب المرجانية وتعظيم الفوائد التي توفرها الشعاب المرجانية للناس والطبيعة في مناخ متغير. يشتمل مركز USVI Coral Innovation Hub على مشتل مرجاني ومختبر أبحاث على الأرض ، بالإضافة إلى العديد من مشاتل الشعاب المرجانية الموجودة في المياه ، حيث يتم تطبيق واختبار أساليب انتشار الشعاب المرجانية الجنسية وغير الجنسية واختبارها من أجل استعادة الشعاب المرجانية على نطاق واسع. بهدف تطوير تقنيات جديدة وبروتوكولات مراقبة لتقدير تأثيرات جهود الحفاظ على الشعاب المرجانية بدقة وكفاءة ، يطبق مركز USVI Coral Innovation Hub تقنيات القياس التصويري لمراقبة مشاريع استعادة المرجان في الإقليم.

من خلال أخذ العينات في نقاط زمنية قبل وأثناء وبعد أنشطة الاستعادة ، يقوم علماء الشعاب المرجانية عبر الشركات عبر الوطنية في USVI بدمج مسوحات مراقبة الشعاب المرجانية التقليدية (على سبيل المثال ، مسوحات غواصين الأطلنطي والخليج السريع من أسماك القاع والأسماك) مع تقنيات القياس التصويري عن قرب. (على سبيل المثال ، الهيكل من الحركة). والهدف من ذلك هو جمع وتحليل منتجات النماذج السطحية الرقمية وتقويم العظام بانتظام لمراقبة التغييرات في استعادة المرجان والتحكم في المواقع (غير المستعادة). تمكّن النماذج السطحية الرقمية ، التي تم إنشاؤها من الصور المجسمة ، من مراقبة التغييرات الصغيرة في نمو وفقدان الشعاب المرجانية ، بمقياس ملليمتر ، بناءً على التغييرات في الهيكل ثلاثي الأبعاد.

يلاحظ إيمانويل إريزاري سوتو الشعاب المرجانية ذات النجوم الصخرية المجزأة في الحضانة. الصورة © The Nature Conservancy

باستخدام هذه المعلومات ، يمكن لعلماء الشعاب المرجانية في TNC مراقبة التغيرات في الشعاب المرجانية ، مثل البساط (الترتيب ثلاثي الأبعاد لهيكل الشعاب المرجانية) ، والمرض ، ونمو المرجان ، والفقدان. هذه البيانات ضرورية لتقدير تأثيرات استعادة موائل الشعاب المرجانية في الزمان والمكان ولتمكين مقارنة التغييرات في هيكل الشعاب المرجانية في المواقع المستعادة مقابل المواقع غير المستعادة. يعد تحليل آثار الاستعادة على التعقيد البنيوي والصلابة وثيق الصلة بشكل خاص بمشاريع ترميم الشعاب المرجانية التي تهدف إلى الحفاظ على الشعاب المرجانية أو تعزيزها لحماية السواحل والموائل الأساسية للأسماك والكائنات الأخرى المرتبطة بالشعاب المرجانية.

مثال من Cane Bay ، سانت كروا ، جزر فيرجن الأمريكية حول كيفية جمع بيانات الهيكل من الحركة في نقاط زمنية مختلفة (من اليسار إلى اليمين: من أبريل إلى أغسطس 2019) تسمح للمشغلين باكتشاف النمو القوي وتغيير التآكل باستخدام كل من الفسيفساء الضوئية و نماذج الأسطح الرقمية. اليسار: ما قبل الزرع. المركز: بعد الزرع. يمينًا: كشف التغيير الذي يوضح التراكم / النمو (الأصفر) والتآكل (الأحمر) بعد انغراس المرجان. الصور © The Nature Conservancy

في USVI ، يستمر تطوير نهج وتقنية المراقبة هذه لتلبية احتياجات مشاريع الاستعادة المختلفة. على سبيل المثال ، يتم تكييف طرق جمع الصور مع معلمات موقع معين (الضحلة مقابل العميقة ، المقاطع مقابل المؤامرات) ويتم تكرار الخوارزميات لاشتقاق المقاييس الأكثر فائدة لقياس التغيير.