Alat Pemetaan untuk Penanaman Batu Karang

Banyak persoalan pengurusan terumbu karang berpusat pada kesihatan terumbu seperti "kawasan terumbu apa yang memiliki penutup karang hidup yang lebih baik?" atau "kawasan terumbu apa yang memenuhi kriteria tertentu untuk meningkatkan keberhasilan pemulihan karang?". Citra satelit multispektral masih terlalu kasar untuk dapat membezakan penutup karang dari alga, yang mempunyai tanda spektrum serupa. Salah satu penyelesaiannya adalah dengan menggunakan data spektrometer pencitraan (juga disebut data hiperspektral). Dengan beratus-ratus jalur spektrum, data ini dapat menangkap variasi tanda spektrum halus antara karang dan alga, memungkinkan untuk membezakannya. Spektrometer pengimejan dapat dipasang pada pesawat untuk mengumpulkan data di kawasan yang luas (lihat gambar di bawah). Skala projek yang disesuaikan dengan pendekatan pemetaan ini biasanya mencakup beberapa puluh kilometer, meliputi negara-negara pulau kecil atau bagian terumbu. Kerana kawasan terumbu karang yang kecil dan kecil, pulau-pulau di Caribbean adalah calon ideal untuk teknologi ini.

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

Observatorium Udara Global Universiti Arizona State (GAO) bekerjasama dengan The Nature Conservancy telah mengumpulkan data spektrometer pencitraan untuk memperoleh data terumbu karang kualitatif, termasuk penutup karang hidup, kekasaran (susunan tiga dimensi struktur terumbu), dan batimetri. Proses ini juga menghasilkan set data sampingan termasuk penutup alga persen, penutup rumput laut, dan penutup pasir. Lihat dan gunakan peta di laman web Peta Laut Caribbean: Peta Citra Udara.

Spektrometer pengimejan dipasang pada satah yang mengumpulkan data hiperspektral. Sumber: Knaeps et al. 2006

Peta GAO digunakan untuk memilih lokasi penanaman di Republik Dominika tenggara dengan memberikan maklumat mengenai kriteria logistik dan ekologi untuk meningkatkan kadar kelangsungan hidup seperti yang dijelaskan dalam kajian kes di bawah.

Kajian Kes: Menggunakan Teknologi Sensor Jauh untuk Memaklumkan Pemilihan Outplant di Bavaro, Republik Dominika

Usaha pemulihan di Republik Dominika telah dipimpin oleh Fundación Grupo Puntacana (FGPC) dan Fundación Dominicana de Estudios Marinos (FUNDEMAR), bekerjasama rapat dengan TNC. Sebagai pengamal pemulihan karang, program mereka berfokus pada peningkatan perkhidmatan ekosistem untuk masa depan, mengoptimumkan dan meningkatkan pemulihan, mempromosikan pengawetan pemuliharaan terumbu karang dan menyediakan peluang penghidupan alternatif dan berkelanjutan. Tujuan keseluruhan mereka adalah untuk mengurangkan penurunan populasi karang dan degradasi ekosistem dan membangun kembali ekosistem terumbu yang dapat bertahan hidup dan berfungsi. Sebilangan besar objektif ini telah dicapai melalui penyebaran aseksual Acropora cervicornis, karang staghorn.

Peta Kepulauan Karibia yang menonjolkan Republik Dominika. Imej © Pemuliharaan Alam

FGPC dan FUNDEMAR telah mengatur penanaman besar-besaran yang disebut "Coral Manias" di mana pihak berkepentingan dan sukarelawan, termasuk NGO lokal dan antarabangsa, operator selam, sektor pelancongan dan Pemerintah Dominika, terlibat dalam tiga hari usaha pemulihan karang. Walaupun Coral Manias telah berhasil, pemilihan lokasi penanaman tidak memiliki kriteria standard untuk pemilihan lokasi. Sebaliknya, kriteria pemilihan bergantung pada kepakaran tempatan, yang menyekat usaha penanaman ke bahagian kecil terumbu. Untuk membangun pendekatan yang menjimatkan untuk memilih lokasi penanaman dan untuk meningkatkan keberhasilan pemulihan, penginderaan jauh digunakan untuk mengenal pasti lokasi yang optimal untuk pemulihan karang.

Pemandangan udara Republik Dominika. Foto © Jeff Yonover

Pada tahun 2019, TNC dan Global Airborne Observatory (GAO), bekerjasama dengan FGPC, FUNDEMAR dan Red Arrecifal Dominicana (RAD), membuat rangkaian peta resolusi tinggi untuk terumbu tenggara Republik Dominika, yang meliputi Perlindungan Laut Tenggara. GAO menggunakan sensor spektrometer pengimejan yang mengumpulkan gambar beresolusi tinggi (1 m) terumbu karang. Peta resolusi tinggi diperoleh dari data ini yang mewakili batimetri, penutup karang hidup, kerumitan habitat, dan persen penutup alga, rumput laut, dan pasir.

Peta GAO digunakan untuk memilih lokasi penanaman di Republik Dominika tenggara. Kriteria logistik dan ekologi digunakan dalam perundingan erat dengan para ahli karang setempat, untuk memaksimumkan anggaran dan meningkatkan kadar kelangsungan hidup. Dua kriteria logistik bertujuan untuk memudahkan proses penanaman dan mengurangkan masa, dan oleh itu, kos di lapangan:

1. Jarak antara tapak semaian dan tapak penanaman (> 1000 m)
2. Pendedahan gelombang (habitat terumbu belakang yang dilindungi diutamakan)

Lima kriteria ekologi dipertimbangkan untuk meningkatkan kebarangkalian bertahan hidup dari tanaman:

1. Habitat bawah yang keras
2. Minimum 5-10% penutup karang hidup
3. Maksimum 20-30% penutup alga
4. Kekasaran yang lebih tinggi berdasarkan kerumitan habitat yang dimodelkan (elakkan habitat rata)
5. Kedalaman antara 5-8 m

Setelah kriteria dan selang waktu mereka diputuskan, peta GAO digunakan untuk mencari sekumpulan laman web yang paling sesuai dengan kriteria tersebut. Menggunakan Mengeluarkan aplikasi GEE, setiap lapisan input dapat dilihat dan ambang kriteria ditentukan. Dengan cara ini, pengguna dapat menyaring kawasan yang tidak memenuhi kriteria dan situs penanaman yang optimum dapat dipilih. Serangkaian koordinat GPS dihasilkan beberapa hari sebelum acara Coral Mania dan setiap laman web disahkan untuk ketepatan kriteria menggunakan SCUBA dan snorkeling.

Alat dalam talian peta yang diturunkan GAO untuk terumbu karang tenggara Republik Dominika di mana kriteria ekologi dapat dipilih untuk memaksimumkan kejayaan penanaman karang. Imej © Pemuliharaan Alam

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

Acara Coral Mania pada bulan November 2019 mengumpulkan puluhan sukarelawan, termasuk NGO, pihak berkuasa alam sekitar Dominika, operator selam, dan pihak berkepentingan tempatan yang lain. Bersama 1,711 Acropora cervicornis serpihan ditanam di seluruh laman web di Bavaro (Cabeza de Toro). Pemeriksaan visual mengesahkan bahawa laman web yang dipilih untuk penanaman memenuhi kriteria logistik dan ekologi, menunjukkan bahawa peta GAO adalah alat yang berguna untuk menargetkan laman pemulihan.

Kajian kes ini menunjukkan bahawa data penginderaan jauh adalah alat yang berguna untuk memberitahu amalan pemulihan terbaik. Peta GAO cukup tepat untuk memilih laman web yang kemungkinan akan meningkatkan ketahanan hidup dari penanaman karang. Pada bulan Januari dan Oktober 2020, TNC memantau pengeluaran tanaman di tiga lokasi yang dipilih secara rawak dan mengesahkan 85% hidupan pecahan karang. Pasukan tinjauan tidak menemui bukti serpihan yang terlepas dari substrat yang selanjutnya menunjukkan kesesuaian penanaman dari lokasi yang dipilih. Walau bagaimanapun, pemantauan jangka panjang terhadap tanaman ini diperlukan untuk menangani dan memperbaiki kriteria dan kejayaan pemulihan dengan lebih baik.

Kos pemulihan karang telah dianggarkan dari $ 1,717 hingga $ 2,879,773 USD sehektar ref dan penyelidikan menunjukkan bahawa kos semasa melebihi faedah. ref Penggunaan data yang dirasakan dari jarak jauh dapat digabungkan secara ekonomi ke dalam kegiatan pemulihan kerana data beresolusi tinggi dapat dikumpulkan dari pemetaan udara di kawasan besar (ribuan hingga berjuta-juta hektar) dengan biaya $ 0.01 USD per hektar pada kadar bukan keuntungan. ref Cabaran utama untuk meniru kajian kes ini adalah memiliki peta di tangan, tetapi setelah mereka dikembangkan, alat alat pilihan mudah.