เครื่องมือทำแผนที่สำหรับเพาะเลี้ยงปะการัง

คำถามเกี่ยวกับการจัดการแนวปะการังจำนวนมากมุ่งเน้นไปที่สุขภาพของแนวปะการังเช่น "บริเวณแนวปะการังใดที่มีปะการังที่มีชีวิตที่ดีกว่า" หรือ “พื้นที่แนวปะการังใดที่ตรงตามเกณฑ์บางประการเพื่อเพิ่มความสำเร็จในการฟื้นฟูปะการัง” ภาพถ่ายดาวเทียมแบบหลายสเปกตรัมยังคงหยาบเกินไปที่จะแยกความแตกต่างที่ปกคลุมปะการังจากสาหร่ายซึ่งมีลายเซ็นสเปกตรัมที่คล้ายกัน ทางออกหนึ่งคือการใช้ข้อมูลการถ่ายภาพสเปกโตรมิเตอร์ (หรือที่เรียกว่าข้อมูลไฮเปอร์สเปกตรัม) ด้วยแถบสเปกตรัมหลายร้อยแถบ ข้อมูลเหล่านี้สามารถจับรูปแบบลายเซ็นสเปกตรัมที่ละเอียดอ่อนระหว่างปะการังและสาหร่าย ทำให้สามารถแยกความแตกต่างได้ สามารถติดตั้งสเปกโตรมิเตอร์การถ่ายภาพบนเครื่องบินเพื่อรวบรวมข้อมูลในพื้นที่ขนาดใหญ่ (ดูภาพด้านล่าง) ขนาดของโครงการที่ปรับให้เข้ากับแนวทางการทำแผนที่นี้มักจะกินเวลาไม่กี่สิบกิโลเมตร ครอบคลุมประเทศที่เป็นเกาะเล็กๆ หรือบางส่วนของแนวปะการัง เนื่องจากมีขนาดเล็กและพื้นที่แนวปะการังขนาดเล็ก หมู่เกาะในทะเลแคริบเบียนจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับเทคโนโลยีนี้

มุมมองของ St. Croix จากเครื่องบิน Global Airborne Observatory ภาพถ่าย© Marjo Aho

Global Airborne Observatory (GAO) ของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนาร่วมกับ The Nature Conservancy ได้รวบรวมข้อมูลการถ่ายภาพสเปกโตรมิเตอร์เพื่อหาข้อมูลแนวปะการังเชิงคุณภาพ ซึ่งรวมถึงปะการังที่มีชีวิต ความหยาบ (การจัดเรียงสามมิติของโครงสร้างแนวปะการัง) และการวัดปริมาณน้ำ กระบวนการนี้ยังสร้างชุดข้อมูลเสริม ซึ่งรวมถึงเปอร์เซ็นต์ที่ปกคลุมสาหร่าย หญ้าทะเล และทรายปกคลุม ดูและใช้แผนที่บนเว็บไซต์ Caribbean Marine Maps: แผนที่ภาพทางอากาศ.

การถ่ายภาพสเปกโตรมิเตอร์ที่ติดตั้งบนเครื่องบินรวบรวมข้อมูลไฮเปอร์สเปกตรัม ที่มา: Knaeps et al. ปี 2006

แผนที่ GAO ถูกใช้เพื่อเลือกพื้นที่ปลูกนอกในสาธารณรัฐโดมินิกันตะวันออกเฉียงใต้ โดยการให้ข้อมูลเกี่ยวกับเกณฑ์ด้านลอจิสติกส์และนิเวศวิทยาเพื่อเพิ่มอัตราการรอดชีวิตตามที่อธิบายไว้ในกรณีศึกษาด้านล่าง

กรณีศึกษา: การใช้เทคโนโลยีการตรวจจับระยะไกลเพื่อแจ้งการเลือกพืชนอกในบาวาโร สาธารณรัฐโดมินิกัน

ความพยายามในการฟื้นฟูในสาธารณรัฐโดมินิกันนำโดย Fundación Grupo ปุนตากาน่า (FGPC) และ พื้นฐาน Dominicana de Estudios Marinos (FUNDEMAR) โดยความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับ TNC ในฐานะผู้ปฏิบัติงานฟื้นฟูปะการัง โปรแกรมของพวกเขามุ่งเน้นไปที่การเสริมสร้างบริการระบบนิเวศสำหรับอนาคต เพิ่มประสิทธิภาพและการฟื้นฟูขนาดเต็ม ส่งเสริมการดูแลอนุรักษ์แนวปะการัง และให้โอกาสทางเลือกในการดำรงชีวิตที่ยั่งยืน เป้าหมายโดยรวมของพวกเขาคือการลดจำนวนประชากรปะการังที่ลดลงและความเสื่อมโทรมของระบบนิเวศ และเพื่อสร้างระบบนิเวศแนวปะการังที่ดำรงอยู่ได้ด้วยตนเอง วัตถุประสงค์เหล่านี้ส่วนใหญ่บรรลุผลสำเร็จโดยการขยายพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศของ Acropora ปากมดลูก, ปะการังเขากวาง

แผนที่ของแคริเบียนโดดเดี่ยวที่เน้นสาธารณรัฐโดมินิกัน รูปภาพ© The Nature Conservancy

FGPC และ FUNDEMAR ได้จัดพื้นที่เพาะปลูกขนาดใหญ่ที่เรียกว่า "Coral Manias" ซึ่งผู้มีส่วนได้ส่วนเสียและอาสาสมัคร รวมถึงองค์กรพัฒนาเอกชนในท้องถิ่นและระหว่างประเทศ ผู้ดำเนินการดำน้ำ ภาคการท่องเที่ยว และรัฐบาลโดมินิกัน มีส่วนร่วมในความพยายามฟื้นฟูปะการังเป็นเวลาสามวัน แม้ว่า Coral Manias จะประสบความสำเร็จ แต่การเลือกสถานที่เพาะเลี้ยงก็ยังขาดเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการเลือกไซต์ เกณฑ์การคัดเลือกต้องอาศัยความเชี่ยวชาญในท้องถิ่น ซึ่งจำกัดความพยายามในการขยายพันธุ์เฉพาะส่วนเล็กๆ ของแนวปะการัง เพื่อสร้างแนวทางที่คุ้มค่าในการเลือกพื้นที่ปลูกนอกและเพื่อเพิ่มความสำเร็จในการฟื้นฟู การสำรวจระยะไกลจึงถูกนำมาใช้เพื่อระบุตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการฟื้นฟูปะการัง

มุมมองทางอากาศของสาธารณรัฐโดมินิกัน ภาพถ่าย© Jeff Yonover

ในปี 2019 TNC และ Global Airborne Observatory (GAO) โดยความร่วมมือกับ FGPC, FUNDEMAR และ เรด อาร์เรซิฟาล โดมินิกัน (RAD) ได้สร้างชุดแผนที่ความละเอียดสูงสำหรับแนวปะการังทางตะวันออกเฉียงใต้ของสาธารณรัฐโดมินิกัน ครอบคลุมเขตรักษาพันธุ์สัตว์น้ำตะวันออกเฉียงใต้ GAO ใช้เซ็นเซอร์สเปกโตรมิเตอร์การถ่ายภาพที่รวบรวมภาพแนวปะการังความละเอียดสูง (1 ม.) แผนที่ความละเอียดสูงได้มาจากข้อมูลเหล่านี้ซึ่งแสดงถึงการวัดความลึกของน้ำทะเล ปะการังที่มีชีวิต ความซับซ้อนของที่อยู่อาศัย และเปอร์เซ็นต์การปกคลุมของสาหร่าย หญ้าทะเล และทราย

แผนที่ GAO กำลังถูกใช้เพื่อเลือกพื้นที่ปลูกในสาธารณรัฐโดมินิกันตะวันออกเฉียงใต้ เกณฑ์ด้านลอจิสติกส์และนิเวศวิทยาถูกนำมาใช้ในการปรึกษาหารืออย่างใกล้ชิดกับผู้เชี่ยวชาญด้านปะการังในท้องถิ่น เพื่อเพิ่มงบประมาณสูงสุดและเพิ่มอัตราการรอดตายในการขยายพันธุ์ เกณฑ์ด้านลอจิสติกส์สองข้อที่มุ่งอำนวยความสะดวกในกระบวนการเพาะเลี้ยงและลดเวลา และด้วยเหตุนี้จึงทำให้ต้นทุนในภาคสนาม:

1. ระยะห่างระหว่างเรือนเพาะชำกับพื้นที่เพาะปลูก (>1000 ม.)
2. การสัมผัสกับคลื่น (มีการจัดลำดับความสำคัญของแหล่งที่อยู่อาศัยของแนวปะการังหลัง)

เกณฑ์ทางนิเวศวิทยาห้าข้อได้รับการพิจารณาเพื่อเพิ่มความน่าจะเป็นของการรอดตายของพืชนอก:

1. ที่อยู่อาศัยด้านล่างแข็ง
2. ครอบคลุมปะการังสดอย่างน้อย 5-10%
3. ครอบคลุมสาหร่ายสูงสุด 20-30%
4. ความหยาบที่สูงขึ้นตามความซับซ้อนของที่อยู่อาศัยแบบจำลอง (หลีกเลี่ยงที่อยู่อาศัยแบน)
5. ความลึกระหว่าง 5-8 m

เมื่อกำหนดเกณฑ์และช่วงเวลาแล้ว แผนที่ GAO ก็ถูกใช้เพื่อค้นหาชุดของไซต์ที่ตรงกับเกณฑ์มากที่สุด ใช้ แอพปลูกต้นไม้ GEEแต่ละชั้นอินพุตสามารถมองเห็นได้และกำหนดเกณฑ์เกณฑ์ได้ ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้สามารถคัดกรองพื้นที่ที่ไม่ตรงตามเกณฑ์และสามารถเลือกไซต์เพาะพันธุ์ที่เหมาะสมที่สุดได้ พิกัด GPS ถูกสร้างขึ้นก่อนเหตุการณ์ Coral Mania หลายวัน และแต่ละไซต์ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องของเกณฑ์โดยใช้ SCUBA และการดำน้ำตื้น

เครื่องมือออนไลน์ของแผนที่ที่ได้มาจาก GAO สำหรับแนวปะการังทางตะวันออกเฉียงใต้ของสาธารณรัฐโดมินิกัน ซึ่งสามารถเลือกเกณฑ์ทางนิเวศวิทยาเพื่อเพิ่มความสำเร็จในการปลูกปะการังได้มากที่สุด รูปภาพ© The Nature Conservancy

ทีม Coral Mania ใน Bavaro ในปี 2019 ภาพถ่าย© The Nature Conservancy

งาน Coral Mania ในเดือนพฤศจิกายน 2019 ได้รวบรวมอาสาสมัครหลายสิบคน ซึ่งรวมถึงองค์กรพัฒนาเอกชน หน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมของโดมินิกัน ผู้ดำเนินการดำน้ำ และผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในท้องถิ่นอื่นๆ ด้วยกัน 1,711 Acropora cervicornis ชิ้นส่วนถูกปลูกข้ามไซต์ใน Bavaro (Cabeza de Toro) การตรวจสอบด้วยสายตายืนยันว่าไซต์ที่เลือกสำหรับการปลูกนอกนั้นเป็นไปตามเกณฑ์ด้านลอจิสติกส์และนิเวศวิทยา แสดงให้เห็นว่าแผนที่ GAO เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการกำหนดเป้าหมายไซต์การฟื้นฟู

กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าข้อมูลการสำรวจระยะไกลเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการแจ้งแนวทางการกู้คืนที่ดีที่สุด แผนที่ GAO นั้นแม่นยำพอที่จะเลือกไซต์ที่มีแนวโน้มว่าจะเพิ่มการรอดชีวิตของปะการังได้ ในเดือนมกราคมและตุลาคม 2020 TNC ได้ตรวจสอบพืชนอกในไซต์ที่สุ่มเลือกสามแห่งและยืนยันการรอดตายของเศษปะการัง 85% ทีมสำรวจไม่พบหลักฐานของชิ้นส่วนที่แยกออกจากพื้นผิวซึ่งระบุเพิ่มเติมถึงความเหมาะสมของการปลูกในพื้นที่ที่เลือก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการติดตามตรวจสอบพืชนอกเหล่านี้ในระยะยาวเพื่อแก้ไขและปรับปรุงเกณฑ์และความสำเร็จในการฟื้นฟูให้ดีขึ้น

ค่าฟื้นฟูปะการังประมาณ 1,717 ถึง 2,879,773 เหรียญสหรัฐต่อเฮกตาร์ อ้าง และการวิจัยชี้ให้เห็นว่าค่าใช้จ่ายในปัจจุบันมีมากกว่าผลประโยชน์ อ้าง การใช้ข้อมูลที่ตรวจจับได้จากระยะไกลสามารถรวมเข้ากับกิจกรรมการฟื้นฟูในเชิงเศรษฐกิจได้ เนื่องจากสามารถเก็บรวบรวมข้อมูลที่มีความละเอียดสูงจากการทำแผนที่ทางอากาศของพื้นที่ขนาดใหญ่ (หลายพันถึงล้านเฮกตาร์) ด้วยราคา $0.01 USD ต่อเฮกตาร์ในอัตราที่ไม่หวังผลกำไร อ้าง ความท้าทายหลักในการทำซ้ำกรณีศึกษานี้คือการมีแผนที่อยู่ในมือ แต่เมื่อแผนที่ได้รับการพัฒนาแล้ว การใช้เครื่องมือไซต์การเลือกก็เป็นเรื่องง่าย