Einsatz von Fernerkundungstechnologie zur Information über geeignete Auspflanzungsstandorte in der Dominikanischen Republik
Ort
Southeast Marine Sanctuary, Dominikanische Republik
Die Herausforderung
Die Bemühungen zur Wiederherstellung von Korallen in der Dominikanischen Republik werden von lokalen NGOs geleitet Stiftung Grupo Puntacana (FGPC) und Fundación Dominica de Estudios Marinos (FUNDEMAR), in enger Zusammenarbeit mit TNC. Als Praktiker der Korallenrestaurierung konzentrieren sich ihre Programme auf die Verbesserung der Ökosystemdienstleistungen für die Zukunft, die Optimierung und Ausweitung der Restaurierung, die Förderung der Verantwortung für den Schutz der Korallenriffe und die Bereitstellung alternativer, nachhaltiger Lebensgrundlagen. Ihr übergeordnetes Ziel besteht darin, den Rückgang der Korallenpopulation und die Verschlechterung des Ökosystems zu reduzieren und ein sich selbst erhaltendes, funktionierendes Riff-Ökosystem wiederherzustellen. Die meisten dieser Ziele wurden durch die asexuelle Vermehrung von Acropora cervicornis oder der karibischen Hirschhornkoralle erreicht.
FGPC und FUNDEMAR organisieren große Auspflanzungsveranstaltungen namens „Coral Manias“, bei denen Interessenvertreter und Freiwillige, darunter lokale und internationale Nichtregierungsorganisationen (NGOs), Tauchanbieter, der Tourismussektor und die dominikanische Regierung an drei Tagen Korallenrestaurierungsmaßnahmen durchführen . Ein sich abzeichnender Bedarf ist die Auswahl der Auspflanzungsstandorte nach standardisierten Kriterien. In der Vergangenheit stützten sich die Auswahlkriterien auf lokales Know-how, was den Aufwand für die Auspflanzung auf kleine, bekannte Riffabschnitte beschränkte. Um einen kosteneffektiven Ansatz für die Auswahl von Auspflanzungsstandorten zu entwickeln und den Restaurationserfolg zu steigern, wurden Fernerkundungstechniken als alternative Methode getestet, um geeignete Orte für die Korallenrestaurierung zu identifizieren.
Ergriffene Maßnahmen
Im Jahr 2019 flogen TNC und das Center for Global Discovery and Conservation Science der Arizona State University in Zusammenarbeit mit FGPC, FUNDEMAR und der Red Arrecifal Dominicana (RAD) das Global Airborne Observatory (GAO) über die südöstlichen Riffe der Dominikanischen Republik und deckten dabei das südöstliche Meeresschutzgebiet. Das GAO verwendet einen bildgebenden Spektrometersensor, der hochauflösende hyperspektrale (427 Lichtproben pro Pixel) Bilder des Meeresbodens sammelt. Aus diesen Daten wurden hochauflösende Karten abgeleitet, die die Bathymetrie, die prozentuale Bedeckung mit lebenden Korallen, die Komplexität des Lebensraums (Rugosity) und die prozentuale Bedeckung mit Algen, Seegras und Sand darstellen.
Lage der Fundorte, einschließlich der südöstlichen Riffe der Dominikanischen Republik, die das Southeast Marine Sanctuary (SMASE) und Bávaro abdecken. Foto © TNC
Auspflanzungsstandorte wurden nach logistischen und ökologischen Kriterien ausgewählt, die auf diese Daten in enger Absprache mit lokalen Experten angewendet wurden, um die Effizienz und das Überleben der Korallen beim Auspflanzen von Korallen zu maximieren. Zwei logistische Kriterien, die darauf abzielten, den Auspflanzungsprozess zu erleichtern und Zeit und Kosten vor Ort zu reduzieren, waren:
- Minimieren Sie den Abstand zwischen der Gärtnerei und dem Auspflanzungsplatz
- Minimieren Sie die Wellenexposition (geschützte Hinterriff-Lebensräume wurden priorisiert)
Zu den Kriterien für eine Auspflanzung gehörten hartes Substrat und eine geringe Makroalgenbedeckung. Ökologische Kriterien wurden berücksichtigt, um die Überlebenswahrscheinlichkeit von Outplants zu erhöhen:
- Tiefe von 3-7 Metern
- Prozentsatz der lebenden Korallenbedeckung maximieren: > 2 % (der höchste in diesem Bereich war 10 %)
- Prozentsatz der Algenbedeckung minimieren (<80%)
- Habitatkomplexität maximieren: >0.3
Diese Bereiche basierten auf den lokalen Bedingungen im Bávaro-Gebiet (dh <30% Algenbedeckung oder eine höhere Bedeckung mit lebenden Korallen wären idealere Bedingungen, aber innerhalb des interessierenden Gebiets nicht möglich). Die vom GAO abgeleiteten Datenschichten wurden auf diese Bereiche gefiltert und anschließend durchschnitten, um Gebiete zu identifizieren, die alle Kriterien erfüllten. Anhand von GPS-Koordinaten überprüften Taucher die Bedingungen vor dem Auspflanzen.
Das Standortleitfaden für Korallenauspflanzungen, eine Google Earth Engine-App, wurde anschließend entwickelt, um es Interessengruppen in der Region zu ermöglichen, diesen Prozess in der Dominikanischen Republik und in Saint Croix mithilfe dieser Datenschichten zu replizieren. Jede der Eingabeschichten kann nach Kriterienschwellenwerten visualisiert und gefiltert werden. Auf diese Weise können Benutzer Bereiche, die nicht den Kriterien entsprechen, aussortieren und geeignete Auspflanzungsstandorte auswählen.
Leitfaden zur Standortbestimmung für Korallenauspflanzungen und webbasiertes Tool. Foto © TNC
Wie erfolgreich war es?
Die Coral Mania-Veranstaltung im November 2019 brachte Dutzende von Freiwilligen zusammen, darunter NGOs, dominikanische Umweltbehörden, Tauchanbieter und andere lokale Interessengruppen. Insgesamt 1,722 Acropora cervicornis Fragmente wurden an Standorten in Bávaro (Cabeza de Toro) ausgepflanzt.
Im Januar und Oktober 2020 überwachte TNC die Outplants an drei zufällig ausgewählten Standorten. Im Oktober 2020, fast ein Jahr nach dem Outplant-Ereignis, blieb die Überlebensrate bei über 76 %. Das Untersuchungsteam fand keine Beweise für vom Substrat abgelöste Fragmente, die weiter auf die Eignung der ausgewählten Standorte für die Auspflanzung hindeuteten.
Überwachung des Überlebens und des Wachstums einer der Korallenauspflanzungen. Foto © TNC
Erkenntnisse und Empfehlungen
- Ableitungen aus Fernerkundungsdaten sind ein nützliches Werkzeug, um geeignete Standorte für die Auspflanzung in einem weiten Gebiet effizient zu identifizieren
- Die GAO-Karten waren genau genug, um Orte auszuwählen, an denen die Bedingungen wahrscheinlich die Überlebensrate von Korallenauspflanzungen erhöhen würden
- Eine langfristige Überwachung dieser Outplants ist erforderlich, um die Kriterien und den Wiederherstellungserfolg besser zu berücksichtigen und zu verfeinern
Zusammenfassung der Finanzierung
Diese Forschung wurde von Daniel C. Chung, The Kowalski Family Foundation, The Tiffany & Co. Foundation (Grant No. 12171), The Paul G. Allen Family Foundation (Grant No. 12809), The Community Foundation of the Virgin Islands, Die JA Woollam Foundation und die John D. and Catherine T. MacArthur Foundation (Grant No. 96061-0). Das Global Airborne Observatory wird ermöglicht durch die Unterstützung privater Stiftungen, visionärer Persönlichkeiten und der Arizona State University.
Führende Organisationen
The Nature Conservancy, karibische Abteilung
Zentrum für globale Entdeckungs- und Naturschutzwissenschaften der Arizona State University
Fundación Grupo Puntacana (FGPC)
Fundación Dominica de Estudios Marinos (FUNDEMAR)
Roter Arrecifal Dominicana (RAD)
Consorcio Domincano de Restauración in Costera
Downloads
Fernerkundung und Kartierung zur Erhaltung der Korallenriffe
Publikationen
Schill, SR, Asner, GP, McNulty, VP, Pollock, FJ, Croquer, A., Vaughn, NR, Escovar-Fadul, X., Raber, G. und Shaver, E., 2021. Standortauswahl für die Wiederherstellung von Korallenriffen mit luftgestützter Bildgebungsspektroskopie. Frontiers in Marine Science, S.1022. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.698004
Autoren
Aldo Croquer, Valerie McNulty, Steve Schill, Ximena Escovar-Fadul, F. Joseph Pollock
