Drone- og landsatbilleder viser langsigtede ændringer i vegetationsdækningen langs intermitterende floder

I Namib-ørkenen i det sydvestlige Afrika, Kuiseb -floden, en flygtig flod, der er tør det meste af året, spiller en afgørende rolle for regionen. Det giver det meste af vegetationen til området og fungerer som et hjem for de lokale oprindelige folk, og migrationskorridor for mange dyr. Det samlede vegetationsdækning steg med 33% mellem 1984 og 2019, ifølge en Dartmouth-undersøgelse offentliggjort i Fjernbetjening .

Undersøgelsen udnyttede nyere dronebilleder og tidligere satellitbilleder til at estimere tidligere vegetationsdækning i denne lineære oase af Kuiseb -floden, et frugtbart område midt i en af ​​de tørreste ørkener på jorden. Resultaterne er betydningsfulde, da dette er den første undersøgelse, der rekonstruerer årtiers vegetationsændring over en lang strækning af floden, snarere end på blot nogle få steder.

Forskningen var baseret på et seniorafhandlingsprojekt af Bryn E. Morgan '17, første forfatter til undersøgelsen, som har en bachelorgrad i geografi og kemi fra Dartmouth, og er nu ph.d. studerende i WAVES Lab ved University of California, Santa Barbara. Hun besøgte først Namib-ørkenen, som ligger langs Namibias kyst, i 2015 som en del af miljøstudierne udenlandske studier, ledet af studieforfatter Douglas T. Bolger (envs.dartmouth.edu/people/douglas-thomas-bolger), professor og formand for miljøstudier ved Dartmouth. Morgan vendte tilbage til regionen alene i 2016, at udføre denne forskning, mens han arbejdede fra Gobabeb Namib Research Institute og fortsatte dette arbejde efter sin eksamen fra Dartmouth.

Undersøgelsesområdet bestod af en 112 kilometer lang strækning af den nedre Kuiseb-flod, som bestod af 12 steder langs floden, hver af dem var 500 meter bred. På hvert sted, Morgan fløj et til fire ubemandede luftfartøjer eller droneflyvninger for at fange billeder af det træagtige vegetationsdække langs floden. En droneflyvning ville tage billeder med ægte farver, og en anden flyvning ville tage billeder med falske farver ved hjælp af nær infrarøde bølgelængder af lys, som er uden for hvad vores øjne kan se. Falske farvebilleder gør det muligt at skelne vegetation fra sand og jord, og differentiere de forskellige typer af vegetation og hvor sund den kan være.

Dronebillederne afslørede, at fem træarter er en del af vegetationsdækket i området:Acacia (Vachellia) erioloba, Faidherbia albida, Euclea pseudebenus, Tamrix usneoides, og Salvadora persica. A. erioloba og F. albida er blevet navngivet nationale bevaringsprioriteter, og deres bælge er en vigtig fødekilde for husdyrene i Topnaar (Aonin), de oprindelige folk, der bor langs Kuiseb-floden. Kuiseb fungerer også som habitat og migrationskorridor for mange dyr, inklusive bjergzebraen, leopard og struds.

Baseret på data fra 2016, forskergruppen skabte en model, der beregnede fraktioneret vegetationsdækning af den nedre Kuiseb -flod baseret på rå reflektansværdier. Ved at matche tidligere satellitbilleder for de foregående 30 år til nutidens billeder, og derefter anvende den samme model, holdet var i stand til at estimere fortid og vegetationsdækning. "I bund og grund, dronedataene fungerede som en bro fra jorden til det, satellitten så, " forklarer medforfatter Jonathan Chipman, direktør for Citrin Family GIS/Applied Spatial Analysis Laboratory i Dartmouth. "Vores metoder i undersøgelsen giver en model for, hvordan økologer kan kombinere moderne dronebilleder og historiske satellitdata for at rekonstruere tidligere miljøændringer."

Resultaterne viste, at et område af Kuiseb -floden mellem 110 og 140 kilometer opstrøms fra Atlanterhavet i terminalalluvialzonen, som typisk er tørt, men inden for rækkevidde af oversvømmelser, og hvor jordbundssedimenter aflejres, havde ikke kun den højeste vegetation, men havde også den mest positive ændring i vegetationsdækningen i løbet af undersøgelsesperioden.

"Vores resultater viser, at vegetationsdække i den nedre Kuiseb-flod har været, gennemsnitlig, stigende i mere end tre årtier, " siger Morgan. "Som et resultat, vi giver ny indsigt i ikke kun den langsigtede ændring i dette systems hydrologi og økologi, men også i, hvordan flygtige floder i ørkenlandskaber kan reagere på globale ændringer. "

Forskergruppen undersøgte klima- og hydrologiske registreringer for at se, om øget nedbør mellem 1984 og 2019 kan forklare den samlede ændring i vegetationsdækningen; imidlertid, optegnelserne viste ikke så jævne stigninger i nedbør. Ifølge medforfatterne, stigningen i vegetationsdækningen kan afspejle et langsigtet opsving fra tørken i Namib-ørkenen i begyndelsen af ​​1980'erne, som kunne undersøges ved at bruge satellitdata med grovere opløsning før 1984.