Mapeo de escala de isla

imágenes de satélite arrecifes de coral

Una herramienta de mapeo para trasplantar corales

Muchas preguntas sobre la gestión de los arrecifes de coral se centran en la salud de los arrecifes, como "¿qué área de arrecifes tiene mejor cobertura de coral vivo?" o “¿qué área de arrecifes cumple con ciertos criterios para mejorar el éxito de la restauración de corales?”. Las imágenes de satélite multiespectrales todavía son demasiado burdas para poder diferenciar la cubierta de coral de las algas, que tienen una firma espectral similar. Una solución es utilizar datos del espectrómetro de imágenes (también llamados datos hiperespectrales). Con cientos de bandas espectrales, estos datos pueden capturar las sutiles variaciones de la firma espectral entre los corales y las algas, lo que permite diferenciarlos. Los espectrómetros de imágenes se pueden montar en planos para recopilar datos en grandes áreas (vea la imagen a continuación). La escala de los proyectos que se adaptan a este enfoque cartográfico suele abarcar unas pocas decenas de kilómetros, cubriendo pequeñas naciones insulares o secciones de arrecifes. Debido a su pequeño tamaño y pequeña área de arrecifes, las islas del Caribe son candidatas ideales para esta tecnología.

S t. croix gao

Vista de St. Croix desde el avión del Observatorio Aerotransportado Global. Foto © Marjo Aho

El Observatorio Aerotransportado Global (GAO) de la Universidad Estatal de Arizona en asociación con The Nature Conservancy han recopilado datos de espectrómetros de imágenes para derivar datos cualitativos de arrecifes de coral, incluida la cobertura de coral vivo, rugosidad (la disposición tridimensional de la estructura del arrecife) y batimetría. Este proceso también produce conjuntos de datos auxiliares que incluyen el porcentaje de cobertura de algas, cobertura de pastos marinos y cobertura de arena. Vea y use los mapas en el sitio web de Caribbean Marine Maps: Se abre en una nueva ventanaMapas de imágenes aéreas.

espectrómetro de imágenes

Espectrómetro de imágenes montado en un plano que recopila datos hiperespectrales. Fuente: Knaeps et al. 2006

Los mapas de GAO se están utilizando para seleccionar sitios de trasplante en el sureste de República Dominicana al proporcionar información sobre criterios logísticos y ecológicos para aumentar las tasas de supervivencia de trasplante como se describe en el estudio de caso a continuación.

Estudio de caso: Uso de tecnología de teledetección para informar la selección de trasplantes en Bávaro, República Dominicana

Los esfuerzos de restauración en la República Dominicana han sido liderados por Se abre en una nueva ventanaFundación Grupo Puntacana (FGPC) y Se abre en una nueva ventanaFundación Dominicana de Estudios Marinos (FUNDEMAR), en estrecha colaboración con TNC. Como profesionales de la restauración de corales, sus programas se centran en mejorar los servicios de los ecosistemas para el futuro, optimizar y ampliar la restauración, promover la administración de la conservación de los arrecifes de coral y proporcionar oportunidades alternativas de sustento sostenible. Sus objetivos generales son reducir el declive de la población de coral y la degradación del ecosistema y restablecer un ecosistema de arrecifes que funcione y sea autosuficiente. La mayoría de estos objetivos se han logrado mediante la propagación asexual de Acropora cervicornis, coral cuerno de ciervo.

mapa del caribe insular

Mapa del Caribe insular destacando la República Dominicana. Imagen © The Nature Conservancy

FGPC y FUNDEMAR han organizado trasplantes masivos llamados "Coral Manias" en los que las partes interesadas y voluntarios, incluidas ONG locales e internacionales, operadores de buceo, el sector turístico y el gobierno dominicano, participan en tres días de esfuerzos de restauración de corales. Aunque Coral Manias ha tenido éxito, la selección de las ubicaciones de trasplante ha carecido de criterios estandarizados para la selección del sitio. En cambio, los criterios de selección se basan en la experiencia local, lo que restringe el esfuerzo de plantación a pequeñas secciones del arrecife. Para construir un enfoque rentable para la selección de sitios de trasplante y para aumentar el éxito de la restauración, se está utilizando la teledetección para identificar sitios óptimos para la restauración de corales.

antena republica dominicana

Vista aérea de República Dominicana. Foto © Jeff Yonover

En 2019, TNC y el Global Airborne Observatory (GAO), en colaboración con FGPC, FUNDEMAR y el Se abre en una nueva ventanaRed Arrecifal Dominicana (RAD), creó una serie de mapas de alta resolución para los arrecifes del sureste de la República Dominicana, que cubren el Santuario Marino del Sureste. La GAO utiliza un sensor de espectrómetro de imágenes que recopila imágenes de alta resolución (1 m) de los arrecifes de coral. Los mapas de alta resolución se derivan de estos datos que representan batimetría, cobertura de coral vivo, complejidad del hábitat y porcentaje de cobertura de algas, pastos marinos y arena.

Los mapas de GAO se están utilizando para seleccionar sitios de trasplante en el sureste de República Dominicana. Se utilizaron criterios logísticos y ecológicos en estrecha consulta con expertos locales en corales, para maximizar el presupuesto y aumentar las tasas de supervivencia de trasplantes. Dos criterios logísticos orientados a facilitar el proceso de trasplante y reducir tiempos y, por tanto, costes en campo:

  1. Distancia entre el vivero y el sitio de trasplante (> 1000 m)
  2. Exposición a las olas (se dio prioridad a los hábitats de arrecifes traseros protegidos)

Se consideraron cinco criterios ecológicos para mejorar la probabilidad de supervivencia de los trasplantes:

  1. Hábitats de fondo duro
  2. Un mínimo de 5-10% de cobertura de coral vivo.
  3. Un máximo de 20-30% de cobertura de algas
  4. Mayor rugosidad basada en la complejidad del hábitat modelado (evite el hábitat plano)
  5. Profundidad entre 5-8 m

Una vez que se decidieron los criterios y sus intervalos, se utilizaron los mapas de GAO para encontrar un conjunto de sitios que se ajustaran mejor a los criterios. Utilizando la Se abre en una nueva ventanaTrasplantar la aplicación GEE, cada una de las capas de entrada se puede visualizar y definir umbrales de criterios. De esta manera, los usuarios pueden filtrar las áreas que no cumplen con los criterios y se pueden seleccionar los sitios óptimos de trasplante. Se generó una serie de coordenadas GPS días antes del evento Coral Mania y se verificó la precisión de los criterios de cada sitio utilizando SCUBA y snorkeling.

herramienta online de mapas gao

Herramienta en línea de mapas derivados de la GAO para los arrecifes del sureste de la República Dominicana, donde se pueden seleccionar criterios ecológicos para maximizar el éxito del trasplante de coral. Imagen © The Nature Conservancy

coral mania 2019

El equipo de Coral Mania en Bávaro en 2019. Foto © The Nature Conservancy

El evento Coral Mania de noviembre de 2019 reunió a decenas de voluntarios, incluidas ONG, autoridades ambientales dominicanas, operadores de buceo y otras partes interesadas locales. Juntos 1,711 Acropora cervicornis se trasplantaron fragmentos en sitios en Bávaro (Cabeza de Toro). Las inspecciones visuales confirmaron que los sitios seleccionados para la trasplantación cumplían con los criterios logísticos y ecológicos, lo que demuestra además que los mapas GAO son herramientas útiles para identificar los sitios de restauración.

Este estudio de caso muestra que los datos de teledetección son una herramienta útil para informar las mejores prácticas de restauración. Los mapas de GAO fueron lo suficientemente precisos como para seleccionar sitios que probablemente aumentarán la supervivencia de las plantas de coral. En enero y octubre de 2020, TNC monitoreó los trasplantes en tres sitios seleccionados al azar y confirmó el 85% de supervivencia de los fragmentos de coral. El equipo de la encuesta no encontró evidencia de fragmentos desprendidos del sustrato que indicaran además la idoneidad de los sitios seleccionados para trasplantar. Sin embargo, se necesita un monitoreo a largo plazo de estos trasplantes para abordar y refinar mejor los criterios y el éxito de la restauración.

El costo de restauración de coral se ha estimado desde $ 1,717 hasta $ 2,879,773 USD por hectárea (Bayraktarov et al., 2015) y la investigación sugiere que los costos actuales superan a los beneficios (De Groot et al., 2013). El uso de datos de detección remota se puede incorporar económicamente en las actividades de restauración, ya que se pueden recopilar datos de alta resolución a partir de mapas aéreos de grandes áreas (miles a millones de hectáreas) con costos de $ 0.01 USD por hectárea a tasas sin fines de lucro (Asner et al. 2014). El mayor desafío para replicar este estudio de caso es tener los mapas a mano, pero una vez desarrollados, usar la herramienta de selección del sitio es simple.

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