Una herramienta de monitoreo para rastrear la supervivencia de las colonias de coral

El mapeo del subsuelo es el enfoque de detección remota que proporciona la resolución espacial más alta. Utiliza fotografía submarina, generalmente operada por buceadores, y se enfoca en un área muy pequeña del arrecife. El enfoque para adquirir fotos es el mismo que se utiliza al mapear con drones aéreos. La fotogrametría de proximidad cercana puede registrar cambios muy sutiles en el crecimiento y la pérdida de coral (por ejemplo, escala milimétrica), que es una herramienta poderosa para monitorear sitios de trasplante. 

La fotogrametría de proximidad cercana se utiliza en combinación con una técnica llamada Structure-from-Motion (SfM) para crear modelos tridimensionales de muy alta resolución de la estructura del arrecife. Los modelos 3D de la estructura del arrecife se pueden utilizar para monitorear los cambios en la rugosidad, una característica importante de los arrecifes de coral para los peces que dependen de los corales y otros organismos asociados a los arrecifes. Además de la estructura, también se pueden monitorear los cambios en los corales vivos, la biodiversidad, las enfermedades y los impactos de las especies invasoras.

Nube de puntos 3D de coral cuerno de alce (Acropora palmata) creada a partir de cientos de fotos. Imagen © Steve Schill

The Nature Conservancy (TNC) está dirigiendo este trabajo en las Islas Vírgenes de los Estados Unidos (USVI), donde están estudiando el crecimiento de las colonias de coral trasplantadas. Lea el estudio de caso a continuación.

Estudio de caso: fotogrametría para monitorear la restauración de corales en las Islas Vírgenes

Mapa del Caribe insular destacando las Islas Vírgenes. Imagen © The Nature Conservancy

El Coral Innovation Hub de las Islas Vírgenes, un centro para promover la innovación y la ciencia de la restauración de coral, ubicado en St. Croix, es parte de la Estrategia de Coral del Caribe de TNC con el objetivo general de desarrollar e implementar soluciones escalables para mejorar la salud de los arrecifes de coral y maximizar los beneficios que brindan a las personas y la naturaleza en un clima cambiante. El Centro de Innovación de Coral de las Islas Vírgenes incluye un vivero de coral y un laboratorio de investigación en tierra, así como varios viveros de coral en el agua, donde se están aplicando y probando enfoques de propagación de coral sexual y asexual para la restauración de coral a gran escala. Con el objetivo de desarrollar tecnologías novedosas y protocolos de monitoreo para cuantificar de manera precisa y eficiente los impactos de los esfuerzos de conservación de los arrecifes, el Centro de Innovación de Coral de las Islas Vírgenes está aplicando técnicas fotogramétricas para monitorear los proyectos de restauración de coral en el territorio.

Al tomar muestras en puntos de tiempo antes, durante y después de las actividades de restauración, los científicos de coral de TNC en las Islas Vírgenes están combinando estudios de monitoreo de arrecifes convencionales (por ejemplo, estudios de buzos de la Evaluación Rápida de Arrecifes del Atlántico y del Golfo) con técnicas fotogramétricas estandarizadas de proximidad cercana (es decir, Structure-from-Motion). El objetivo es recolectar y analizar regularmente productos de modelos de superficie ortomosaicos y digitales para monitorear los cambios en los sitios de restauración y control de coral (no restaurados). Los modelos digitales de superficie, generados a partir de fotografías estéreo, permiten el seguimiento de pequeños cambios en el crecimiento y la pérdida de coral, a escala milimétrica, basándose en cambios en la estructura tridimensional.

Emmanuel Irizarry-Soto observa corales estrella de roca microfragmentados en el vivero. Foto © The Nature Conservancy

Con esta información, los científicos de coral de TNC pueden monitorear cambios en el arrecife, como rugosidad (la disposición tridimensional de la estructura del arrecife), enfermedades, crecimiento y pérdida de coral. Estos datos son esenciales para cuantificar los impactos de la restauración del hábitat de los arrecifes de coral en el tiempo y el espacio y para permitir la comparación de los cambios en la estructura del arrecife en sitios restaurados versus no restaurados. El análisis de los efectos de la restauración sobre la complejidad estructural y la rugosidad son especialmente pertinentes para los proyectos de restauración de corales que tienen como objetivo mantener o mejorar los arrecifes para la protección costera y el hábitat esencial para los peces y otros organismos asociados a los arrecifes.

Un ejemplo de Cane Bay, St. Croix, Islas Vírgenes, de cómo los datos de estructura a partir del movimiento recopilados en diferentes puntos de tiempo (de izquierda a derecha: abril a agosto de 2019) permiten a los operadores detectar un crecimiento poderoso y cambios de erosión utilizando tanto el fotomosaico como el modelos digitales de superficie. Izquierda: pre-trasplante. Centro: post-trasplante. Derecha: detección de cambio que muestra acreción/crecimiento (amarillo) y erosión (rojo) después de trasplante de coral. Imágenes © The Nature Conservancy

En las Islas Vírgenes, este enfoque y tecnología de monitoreo continúa desarrollándose para satisfacer las necesidades de diferentes proyectos de restauración. Por ejemplo, los métodos de recopilación de fotografías se adaptan a los parámetros de un sitio determinado (poco profundo frente a profundo, transectos frente a parcelas) y se están iterando algoritmos para derivar las métricas que son más útiles para medir el cambio.