Undersøgelse kortlægger rødderne til globalt mangrovetab

Ved hjælp af højopløselige data fra det fælles NASA-U.S. Geological Survey Landsat-program, forskere har skabt det første kort over årsagerne til ændringer i globale mangrovehabitater mellem 2000 og 2016 - et værdifuldt værktøj til at støtte bevaringsindsatsen for disse vitale kystlinjeforsvarere.

Mangrover er hårdføre træer og buske, der vokser i det salte, våd, mudret jord på Jordens tropiske og subtropiske kyster. De beskytter kystlinjerne mod erosion og stormskader; lagre kulstof i deres rødder, kufferter, og i jorden; og give levesteder for kommercielt vigtige marine arter. Undersøgelsen viste, at samlet set tab af mangrovehabitat faldt i perioden. Imidlertid, tab fra naturlige årsager som erosion og ekstremt vejr faldt langsommere end menneskelige årsager såsom landbrug og akvakultur. For bevarings- og ressourceforvaltere, der forsøger at forhindre tab eller genetablere nye levesteder, denne konstatering fremhæver behovet for strategier, der tager højde for naturlige årsager til tab.

Det globale kort vil gavne forskere, der undersøger virkningerne af kulstofkredsløbet af mangroveforøgelse og -tab, samt hjælpe bevaringsorganisationer med at identificere, hvor de skal beskytte eller genoprette disse vitale kysthabitater.

Beskyttelse af kystgrænser

I 2010 mangrover dækket omkring 53, 000 kvadratkilometer af Jordens kystlinjer, skræver grænsen mellem saltvand og mudret jord med deres lange, stylte-lignende rodsystemer. Størstedelen af ​​disse økosystemer findes i Sydøstasien, men de findes overalt på de tropiske og subtropiske breddegrader over hele kloden.

Disse hårdføre træer og buske giver en "triple whammy" af miljømæssige fordele, sagde Lola Fatoyinbo Agueh, en miljøforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Mangrover er enestående effektive kulstofdræn:steder, hvor kulstof opbevares ude af atmosfæren. De udgør kun 3 procent af Jordens skovdække, men hvis de alle blev skåret ned, de kan bidrage med op til 10 procent af de globale kulstofemissioner. Tilpasset til at modstå saltvand, stærkt tidevand, iltfattig jord og varme tropiske temperaturer, mangrover beskytter kyststrækningerne mod erosion og stormfloder og giver et "opvækstområde" for havdyr.

"Mangrover giver kystlinjebeskyttelse mod ekstreme storme og flodbølger, " sagde Fatoyinbo. "Fordi de er amfibietræer, deres rodstruktur beskytter de indre områder mod kysten, og de beskytter også kysten mod de indre områder, fordi de er i stand til at akkumulere meget af den jord, der kommer ind fra opstrøms eller fra kysten. De holder det sediment i deres rødder og dyrker i det væsentlige nyt land. Hvis du har områder, hvor du har øget erosion på grund af havniveaustigning, mangrover kan modvirke det."

Mangrover har været truet af skovrydning i årtier, som landbrug og akvakultur, byudvikling og høst har forårsaget tab af mere end en fjerdedel af mangroveskovene i de sidste 50 år. Skove i Sydøstasien er særligt hårdt ramt, da lande som Indonesien rydder mangrover for at give plads til reje- og risopdræt.

Når man planlægger bevarings- eller restaureringsindsatser for disse afgørende skove, eksperter skal vide, hvad de primære menneskelige og naturlige trusler er for deres område. Brug af billeder i høj opløsning fra Landsat 5, 7 og 8, Fatoyinbo og hendes kolleger brugte maskinlæringsalgoritmer til at skabe et højopløsningskort over mangrovetab mellem 2000 og 2016, med en vigtig tilføjelse:De viste, hvad der drev disse tab.

Holdet fandt ud af, at næsten 1300 kvadratkilometer mangroveskove gik tabt i løbet af undersøgelsesperioden, eller omkring 2 procent af det globale mangroveareal. 62 procent af det tabte område skyldtes menneskelige årsager, hovedsageligt landbrug og akvakultur. Resten skyldtes naturlige årsager, herunder erosion og ekstreme vejrbegivenheder.

I løbet af perioden, både menneskelige og naturlige årsager til tab faldt, sagde holdet. Men menneskelig påvirkning faldt hurtigere.

"På den ene side, det er godt, " sagde hovedforfatter Liza Goldberg, en NASA Goddard-praktikant og stigende førsteårsstuderende ved Stanford University. "Det viser, at bevaringsindsatsen øges i effektivitet på lokal skala, og der er en stigning i bevidstheden om vigtigheden af ​​mangrover, økonomisk skade fra storme, og tab af liv. Men på bagsiden, faldet i tab, især i Sydøstasien, betyder, at på mange områder, der er simpelthen ikke flere mangrover at miste."

Mens naturlige årsager til tab også faldt, de gjorde det langsommere, sagde holdet. Dette skift i andelen af ​​tabsdrivere udgør udfordringer for bevarings- og ressourceforvaltere.

"Den vigtigste løsning er, at bevarings- og restaureringsindsatsen bør fortsætte med at øge deres fokus på at evaluere og afbøde naturlige trusler, " sagde Goldberg.

Udover deres rolle i at stabilisere kystnære økosystemer, mangrover er afgørende for Jordens kulstofkredsløb - udvekslingen af ​​kulstof mellem jorden, ocean, atmosfære og levende ting. Deres blade falder til jorden og nedbrydes meget langsomt, skabe kulstofrig tørv i stedet for at slippe den ud i atmosfæren igen. Når disse træer og buske fældes eller ødelægges af storme eller oversvømmelser, at kulstof i stedet slipper ud i atmosfæren, hvor det bidrager til klimaforandringerne som drivhusgas.

"Den type kulstofemissioner, du vil se fra mangrover, afhænger af, hvilken type konvertering der sker, " sagde Fatoyinbo. "Hvis du er i gang med at rydde og grave jorden op, hvor det meste af kulstoffet er lagret til at lægge i en rejedam, som vil have en meget anderledes emissionshastighed end, Lad os sige, en tropisk storm, der kommer ind og beskadiger stående træer, men hvor du måske har genvækst bagefter."

Teamet samarbejder med nonprofitorganisationer og andre organisationer for at få deres data til at fungere, hjælpe med estimering af kulstofemissioner, bevaringsplanlægning og andre initiativer til at beskytte disse økosystemer for fremtidige generationer.

Voksende unge videnskabsmænd

Goldberg begyndte at arbejde med Fatoyinbo og David Lagomasino, da hun kun var 14, starter med grundlæggende laboratorieopgaver og går hurtigt videre til at skrive sine egne analysekoder til mangrovedata. Hun afsluttede for nylig sit sidste år på gymnasiet på Atholton High School i Maryland og vil begynde på bachelorstudier på Stanford University til efteråret.

"At arbejde med Liza har været virkelig fantastisk. Hun er meget inspirerende, " sagde Fatoyinbo. "Vi havde en masse diskussion med hende og store internationale organisationer, der er interesserede i mangrover, og da vi spurgte, hvad der ville hjælpe dem bedre med at implementere deres politikker og procedurer, vi blev ved med at høre om behov for bedre forandringskort og bedre forståelse af, hvad drivkraften bag forandring er. Liza tog det og løb med det."

Goldberg planlægger at fortsætte samarbejdet med Fatoyinbos team under hendes bachelorstudier.

"Det har været en ære at arbejde sammen med Lola og hendes team i de sidste par år, " sagde Goldberg. "Det er sjældent at finde et miljø, hvor folk er så støttende uanset din alder og niveau af ekspertise, og det har været uvurderligt for min egen forskning, da jeg går på college. Dette miljø er unikt for NASA og for Goddard."