Alat Pemetaan untuk Penanaman Karang

Banyak pertanyaan pengelolaan terumbu karang berpusat di sekitar kesehatan terumbu seperti “daerah terumbu mana yang memiliki tutupan karang hidup yang lebih baik?” atau “daerah terumbu karang apa yang memenuhi kriteria tertentu untuk meningkatkan keberhasilan restorasi karang?”. Citra satelit multispektral masih terlalu kasar untuk dapat membedakan tutupan karang dari alga, yang memiliki ciri spektral serupa. Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan data spektrometer pencitraan (juga disebut data hiperspektral). Dengan ratusan pita spektral, data ini mampu menangkap variasi tanda tangan spektral yang halus antara karang dan alga, sehingga memungkinkan untuk membedakannya. Spektrometer pencitraan dapat dipasang pada bidang untuk mengumpulkan data di seluruh area yang luas (lihat gambar di bawah). Skala proyek yang disesuaikan dengan pendekatan pemetaan ini biasanya mencakup beberapa puluh kilometer, meliputi negara pulau kecil atau bagian terumbu. Karena ukurannya yang kecil dan area terumbu yang kecil, pulau-pulau di Karibia adalah kandidat ideal untuk teknologi ini.

Pemandangan St. Croix dari pesawat Global Airborne Observatory. Foto © Marjo Aho

Global Airborne Observatory (GAO) Universitas Negeri Arizona bekerja sama dengan The Nature Conservancy telah mengumpulkan data spektrometer pencitraan untuk memperoleh data terumbu karang kualitatif, termasuk tutupan karang hidup, rugositas (susunan tiga dimensi struktur terumbu), dan batimetri. Proses ini juga menghasilkan kumpulan data tambahan termasuk persen tutupan alga, tutupan lamun, dan tutupan pasir. Lihat dan gunakan peta di situs web Caribbean Marine Maps: Peta Citra Lintas Udara.

Spektrometer pencitraan dipasang pada bidang yang mengumpulkan data hiperspektral. Sumber: Knaeps et al. 2006

Peta GAO digunakan untuk memilih lokasi penanaman di tenggara Republik Dominika dengan memberikan informasi tentang kriteria logistik dan ekologi untuk meningkatkan tingkat kelangsungan hidup penanaman seperti yang dijelaskan dalam studi kasus di bawah ini.

Studi Kasus: Menggunakan Teknologi Penginderaan Jauh untuk Menginformasikan Pemilihan Outplant di Bavaro, Republik Dominika

Upaya restorasi di Republik Dominika telah dipimpin oleh Fundacion Grupo Puntacana (FGPC) dan Yayasan Dominicana de Estudios Marinos (FUNDEMAR), bekerja sama erat dengan TNC. Sebagai praktisi restorasi karang, program mereka berfokus pada peningkatan jasa ekosistem untuk masa depan, pengoptimalan dan peningkatan skala restorasi, mempromosikan pengelolaan konservasi terumbu karang, dan menyediakan peluang mata pencaharian alternatif yang berkelanjutan. Tujuan keseluruhan mereka adalah untuk mengurangi penurunan populasi karang dan degradasi ekosistem dan untuk membangun kembali ekosistem terumbu karang yang berfungsi dan mandiri. Sebagian besar tujuan ini telah dicapai melalui perbanyakan aseksual Acropora cervicornis, karang staghorn.

Peta Karibia pulau yang menyoroti Republik Dominika. Gambar © The Nature Conservancy

FGPC dan FUNDEMAR telah mengorganisir penanaman besar-besaran yang disebut “Coral Manias” di mana para pemangku kepentingan dan sukarelawan, termasuk LSM lokal dan internasional, operator selam, sektor pariwisata dan Pemerintah Dominika, terlibat dalam upaya restorasi karang selama tiga hari. Meskipun Coral Manias telah berhasil, pemilihan lokasi penanaman belum memiliki kriteria standar untuk pemilihan lokasi. Sebaliknya, kriteria seleksi bergantung pada keahlian lokal, yang membatasi upaya penanaman pada bagian kecil terumbu. Untuk membangun pendekatan hemat biaya untuk pemilihan lokasi penanaman dan untuk meningkatkan keberhasilan restorasi, penginderaan jauh digunakan untuk mengidentifikasi lokasi yang optimal untuk restorasi karang.

Pemandangan udara Republik Dominika. Foto © Jeff Yonover

Pada tahun 2019, TNC dan Global Airborne Observatory (GAO), bekerja sama dengan FGPC, FUNDEMAR dan Arrecifal Dominicana Merah (RAD), membuat serangkaian peta resolusi tinggi untuk terumbu tenggara Republik Dominika, yang mencakup Suaka Laut Tenggara. GAO menggunakan sensor spektrometer pencitraan yang mengumpulkan gambar terumbu karang beresolusi tinggi (1 m). Peta resolusi tinggi berasal dari data ini yang mewakili batimetri, tutupan karang hidup, kompleksitas habitat, dan persentase tutupan alga, lamun, dan pasir.

Peta GAO digunakan untuk memilih lokasi penanaman di tenggara Republik Dominika. Kriteria logistik dan ekologi digunakan dalam konsultasi erat dengan ahli karang lokal, untuk memaksimalkan anggaran dan meningkatkan tingkat kelangsungan hidup penanaman. Dua kriteria logistik yang bertujuan untuk memfasilitasi proses penanaman dan mengurangi waktu, dan oleh karena itu, biaya di lapangan:

1. Jarak antara persemaian dan lokasi penanaman (>1000 m)
2. Paparan gelombang (habitat terumbu karang yang dilindungi diprioritaskan)

Lima kriteria ekologi dipertimbangkan untuk meningkatkan kemungkinan kelangsungan hidup tanaman luar:

1. Habitat dasar yang keras
2. Tutupan karang hidup minimal 5-10%
3. Maksimal tutupan ganggang 20-30%
4. Rugosity yang lebih tinggi berdasarkan kompleksitas habitat yang dimodelkan (hindari habitat datar)
5. Kedalaman antara 5-8 m

Setelah kriteria dan intervalnya diputuskan, peta GAO digunakan untuk menemukan satu set situs yang paling cocok dengan kriteria. Menggunakan Mengganti aplikasi GEE, masing-masing lapisan input dapat divisualisasikan dan ambang batas kriteria ditentukan. Dengan cara ini, pengguna dapat menyaring area yang tidak memenuhi kriteria dan lokasi penanaman yang optimal dapat dipilih. Serangkaian koordinat GPS dihasilkan beberapa hari sebelum peristiwa Coral Mania dan setiap situs diverifikasi untuk akurasi kriteria menggunakan SCUBA dan snorkeling.

Alat online peta yang diturunkan dari GAO untuk terumbu tenggara Republik Dominika di mana kriteria ekologis dapat dipilih untuk memaksimalkan keberhasilan outplant karang. Gambar © The Nature Conservancy

Tim Coral Mania di Bavaro pada tahun 2019. Foto © The Nature Conservancy

Acara Coral Mania November 2019 mengumpulkan puluhan sukarelawan, termasuk LSM, otoritas lingkungan Dominika, operator selam, dan pemangku kepentingan lokal lainnya. Bersama 1,711 Acropora cervicornis fragmen ditanam di seluruh situs di Bavaro (Cabeza de Toro). Inspeksi visual menegaskan bahwa lokasi yang dipilih untuk penanaman memenuhi kriteria logistik dan ekologi, lebih lanjut menunjukkan bahwa peta GAO adalah alat yang berguna untuk menargetkan lokasi restorasi.

Studi kasus ini menunjukkan bahwa data penginderaan jauh adalah alat yang berguna untuk menginformasikan praktik restorasi terbaik. Peta GAO cukup akurat untuk memilih lokasi yang kemungkinan akan meningkatkan daya tahan tanaman karang. Pada bulan Januari dan Oktober 2020, TNC memantau tanaman di tiga lokasi yang dipilih secara acak dan memastikan 85% selamat dari fragmen karang. Tim survei tidak menemukan bukti adanya fragmen yang terlepas dari substrat yang selanjutnya menunjukkan kesesuaian outplant dari lokasi yang dipilih. Namun, pemantauan jangka panjang dari tanaman tersebut diperlukan untuk mengatasi dan menyempurnakan kriteria dan keberhasilan restorasi dengan lebih baik.

Biaya restorasi karang diperkirakan dari $1,717 hingga $2,879,773 USD per hektar ref dan penelitian menunjukkan bahwa biaya saat ini lebih besar daripada manfaatnya. ref Penggunaan data penginderaan jauh dapat dimasukkan secara ekonomis ke dalam kegiatan restorasi karena data beresolusi tinggi dapat dikumpulkan dari pemetaan udara di area yang luas (ribuan hingga jutaan hektar) dengan biaya $0.01 USD per hektar dengan tarif nirlaba. ref Tantangan utama untuk mereplikasi studi kasus ini adalah memiliki peta, tetapi begitu peta dikembangkan, menggunakan alat pemilihan lokasi menjadi sederhana.