Brug af 3-D koralrev fjernmåling til at forudsige fiskebiomasse

Koralrev tilbyder mange tropiske fisk et levende tilflugtssted - et pusterum fra havets intense pres - hvilket giver mulighed for beskyttelse, ernæring og endda reproduktion. På pris for et opvarmende hav på grund af klimaændringer, rev oplever hyppigere og skadeligere koralblegning, efterlader fisk (og andre havboere) med golde overnatningssteder i områder, der engang var modne af liv.

Forskning offentliggjort i denne uge i Remote Sensing in Ecology and Conservation anvender en ny tilgang til at kombinere todimensionale og tredimensionelle fjernbetingede marinemodeller for mere præcist at identificere komplekse revstruktur, og bestanden af ​​fisk, der lever i dem. Oprettelse af omkostningseffektive og præcise rumlige metoder til at identificere kystnære "hotspots" er et vigtigt skridt i udarbejdelsen af ​​effektive forvaltningsplaner for havbeskyttelse og bevarelse.

"Kortlægning og værdi for revområder, der repræsenterer vigtige hotspots for biodiversitet, er vigtige for kystsamfund, der er afhængige af sunde revfiskbestande til mad, turisme og kultur. Disse oplysninger kan hjælpe med at informere hastigt nødvendige ledelsesforanstaltninger for at opretholde sunde rev og sunde kystsamfund, "sagde forskningsleder Lisa Wedding, Stanford Center for Ocean Solutions forskningsassistent og for nylig udnævnt lektor ved University of Oxford, Skolen for Geografi og Miljø.

For en mere præcis skildring af disse undersøiske levesteder, holdet tog en mangesidig tilgang. For at informere deres modeller, dykkerne foretog standard undersøiske visuelle fiskundersøgelser på 625 tværgående undersøgelsessteder langs de vigtigste hawaiiske øer, opregning af typen og længden af ​​hver viset fiskeart. Disse nærkyststeder varierede i naturtyper (såsom koralrev og havgræsbede), marine bevarelsesindsatser (undersøgelse af områder i og uden for havbeskyttede områder) sammen med blandede menneskelige påvirkninger og eksponeringer ved kysten.

De udnyttede derefter satellitdata for at oprette 2-D habitatkort på hvert sted. Selvom det blev brugt meget tidligere, brug af 2-D satellitdata til kortlægning af koralrev har begrænsninger, da kun planimetriske (eller vandrette) områder af levesteder redegøres for i stedet for den samlede komplekse 3D-struktur. I tilfælde af koralrev, udførlige habitatkonfigurationer indikerer et større potentiale for biodiversitet, en vigtig indikator for et sundt økosystem.

Teamet henvendte sig til en teknologi kaldet lysdetektion og rækkevidde (LiDAR), et fjernfølerværktøj, der bruger lys i form af en pulserende laser til at måle variable afstande. Dette tillod dem at oprette 3D-modeller, levendegøre den sande kompleksitet af koralrevets havbund. Udstyret med disse oplysninger, forskerne var i stand til at skabe forudsigelige modeller for revfisksamfundet, baseret på de indsamlede habitatdata. Overraskende, den mest effektive model var en kombination af 2-D og 3-D LiDAR satellitdata, som mest præcist forudsagde korallrevfiskdiversitet, biomasse og densitet.

"Vi fandt ud af, at 2-D karakterisering af havbunden ikke fanger de indviklede forhold mellem rev og fiskesamfund, og anvendelsen af ​​LiDAR i dette arbejde bidrager til at fremme teori og anvendelse i havmiljøet i den tredje dimension, "sagde Bryllup.

Seascape ecology er en ny anvendt videnskab, der fokuserer på at forstå konsekvenserne af rumlige mønstre i havet og er emnet for en ny bog, Seascape Ecology , redigeret af Simon J. Pittman, medforfatter af Lisa M. Wedding, og udgivet af Wiley.

Forskerne bemærkede også, at havbeskyttede områder konsekvent oplevede større fiskemangfoldighed og biomasse. Betydning af forvaltning af fiskeri spiller en grundlæggende rolle i havets bevarelse og bør ikke overses. Dette tyder også på, at oprettelse af havbeskyttede områder, hvor komplekse 3D-revstrukturer findes, kan være nøglen til etablering af mere modstandsdygtige havøkosystemer, i stand til hurtigere at komme sig efter fremtidige blegningsbegivenheder eller andre skadelige kræfter.

"At forstå havbilledet fra et 3D-perspektiv giver et stort potentiale for at fremme vores viden om koralrev, "Bryllup sagde." LiDAR fjernmåling giver os mulighed for at fange den indviklede 3-D lodrette struktur af koralrev og forstå, hvor levesteder har stor bevaringsværdi for at informere fremtidige havplanlægningsindsatser. Vores forskning understøtter design af marine beskyttede områder på disse steder, som bør være en ledelsesprioritet, da habitatkompleksitet kan øge revets modstandsdygtighed og genopretning. "

Ser frem til, Stanford Center for Ocean Solutions planlægger at samarbejde med University of Oxford og Arizona State University om at opskalere denne nye fjernmålingstilgang til kortlægning af koralrevrisiko og modstandsdygtighed i Palau. Teknikken understøtter forvaltning af mere modstandsdygtige arter og giver en hurtigere tilgang til overvågning af koralrevs sundhed, giver ledere mulighed for bedre at allokere ressourcer til blegning af begivenheder og koralgenopretning.