Δέκα Τρόποι με τους οποίους η Τηλεπισκόπηση μπορεί να συμβάλει στη Διατήρηση
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς:
Rose R. A., Byler D, Eastman R. J., Fleishman E., Geller G., Goetz S., Guild L., Hamilton H., Hansen M., Headley R., Hewson J., Horning N., Kaplin B. A., Laporte N., Leidner A., Leimgruber P., Morisette J., Musinsky J., Pintea L., Prados A., Radeloff V. C., Rowen M., Saatchi S., Schill S., Tabor K., Turner W., Vodacek A., Vogelmann J., Wegmann M., Wilkie D. and Wilson C.
Από το 1972 οπότε η NASA επάνδρωσε τον πρώτο δορυφόρο Landsat 1, η επιστήμη της τηλεπισκόπησης έχει παίξει σπουδαίο ρόλο στην ανίχνευση, χαρτογράφηση, κατανόηση και πρόβλεψη μεταβολών στο περιβάλλον. Ωστόσο, οι τεχνικές της τηλεπισκόπησης έχουν εφαρμοστεί περισσότερο σε αντικείμενα εκτός της διαχείρισης της βιολογικής ποικιλότητας. Πρόσφατα, χρηματοδοτήθηκαν εγχειρήματα και δημοσιεύθηκαν επιστημονικά άρθρα, στα οποία χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές τηλεπισκόπησης για τον υπολογισμό περιβαλλοντικών παραμέτρων (π.χ. πρωτογενής παραγωγικότητα, κάλυψη γης κ.α.), οι οποίες μπορεί να αντιπροσωπεύουν οικολογικές αποκρίσεις (π.χ. εξαφάνιση). Το παρόν άρθρο παρουσιάζει δέκα (10) τρόπους με τους οποίους η διεύρυνση των τεχνικών τηλεπισκόπησης θα συμβάλει στην διαχείριση της βιοποικιλότητας:
1. Κατανομές ειδών και Αφθονίες
Για την ανάπτυξη προβλέψεων με χωρική ακρίβεια για τις κατανομές και αφθονίες των ειδών σε μια σειρά από χωρικές και χρονικές κλίμακες απαιτείται η συγκέντρωση δεδομένων για βιολογικούς παράγοντες, περιβαλλοντικούς δείκτες και ιστορικών δεδομένων για τις κατανομές και αφθονίες. Μέσω τηλεπισκόπησης μπορούν να συλλεχθούν δεδομένα για εξωγενείς περιβαλλοντικούς δείκτες όπως η κάλυψη γης, η πρωτογενής παραγωγικότητα, η κλίση και η βαθυμετρία. Ωστόσο, οι προβλέψεις κατανομής που λαμβάνουμε με τεχνικές τηλεπισκόπησης έχουν χωρική ανάλυση περίπου 0.5-1.0 km, η οποία καλύπτει μεγαλύτερη επιφάνεια σε σχέση με αυτή όπου συνήθως τα taxa αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους. Εικόνες καλύτερης χωρικής ανάλυσης θα ήταν χρήσιμες για την εκτίμηση μεταβλητών συμπεριλαμβανομένου της κλασματικής κάλυψης γης, της έντασης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, της ποιότητας των οικοτόπων, της δυναμικής των πυρκαγιών, της φαινολογίας, της τοπογραφίας κ.α. Κάποιες εκ των μεταβλητών αυτών μπορούν να υπολογιστούν από υπάρχοντες πολυφασματικούς αισθητήρες, ενώ για την παγκόσμια κάλυψη άλλων μεταβλητών μπορεί να απαιτείται σχεδιασμός νέων αισθητήρων, σπεκτόμετρων, ή ακόμα προϊόντων που συνδυάζουν τις επίγειες παρατηρήσεις με δευτερεύοντα δεδομένα.
2. Μετακινήσεις ειδών και στάδια ζωής
Η μελέτη των μετακινήσεων μεγάλων αποστάσεων ειδών, τα οποία χαρακτηρίζονται ως οικολογικά φαινόμενα δύσκολα να διατηρηθούν, λόγω της έως σήμερα άγνωστης τοπικής και παγκόσμιας κατανομής τους και λειτουργίας τους στο οικοσύστημα, ενώ λίγα είναι γνωστά για την επίδραση της κλιματικής αλλαγής στις μετακινήσεις των ειδών. Επίσης, παραμένει άγνωστο το πώς η εποχιακή μεταβλητότητα ορισμένων παραγόντων που συνδέονται με τη διαθεσιμότητα τροφής, τις οποίες συνήθως τα είδη εκμεταλλεύονται κατά την μετακίνησή τους από το ένα μέρος στο άλλο, και τις καιρικές συνθήκες, επιδρούν στις μεγάλων αποστάσεων μετακινήσεις ζώων. Η κατανόηση της μεταβλητότητας αυτής, καθώς και των μοτίβων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είναι καθοριστική για την κατανόηση και διατήρηση των μετακινήσεων αυτών. Μέσω τηλεπισκοπικών τεχνικών μπορεί να γίνει καταγραφή χωρικών και χρονικών περιβαλλοντικών δεδομένων, τα οποία επηρεάζουν την ποιότητα των μεταναστευτικών διαδρομών των ειδών, όπως η πρωτογενής παραγωγικότητα και η τοπογραφία, ενώ για την καταγραφή άλλων στοιχείων, τίθεται και πάλι το ζήτημα της χωρικής, θεματικής και χρονικής ανάλυσης, οι οποίες πρέπει να ανταποκρίνονται στην κλίμακα δραστηριοποίησης των ζώων.
3. Οικοσυστημικές διεργασίες
Η κατανόηση της απόκρισης των οικοσυστημάτων σε φυσικές και ανθρωπογενείς οχλήσεις, όπως π.χ. η ικανότητα των θαλάσσιων οικοσυστημάτων να απορροφούν το άζωτο που προέρχεται από ανθρωπογενείς δραστηριότητες και πως αυτό επηρεάζει την παραγωγικότητά τους, παίζουν σημαντικό ρόλο για τη διατήρηση των οικοσυστημάτων. Η τηλεπισκόπηση προσφέρει χαμηλού κόσμους πληροφορίες σε επίπεδο οικοσυστήματος για την κατάσταση και τις αποκρίσεις σε καταστάσεις στρες για μεγάλες περιοχές, όπως είναι η ποσοτικοποίηση της αγροτικής και ατμοσφαιρικής εισροής αζώτου, η συσχέτιση μεταξύ έξαρσης εντόμων και δασικής παραγωγικότητας, η υποβάθμιση των κοραλλιογενών υφάλων, ενώ με υψηλής χωρικής ανάλυσης αισθητήρες, μπορούν να παρατηρηθούν και οι μακροχρόνιες επιδράσεις έντονων φαινομένων, όπως οι καταιγίδες στα οικοσυστήματα.
4. Κλιματική Αλλαγή
Μακροχρόνιες και πολυεπίπεδες παρατηρήσεις της φαινολογίας, των κατακρημνίσεων, της χιονοκάλυψης, της έκτασης των παγετώνων και του πολικού πάγου, της μετακίνησης των δέντρων και άλλων φαινομένων, μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες στον χαρακτηρισμό σχέσεων μεταξύ κλιματικής αλλαγής και οικοσυστημάτων και ειδών, τα οποία χρίζουν διατήρησης. Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης μπορούν να ανιχνεύσουν τέτοιες περιβαλλοντικές μεταβλητές σε βάθος χρόνου, οι οποίες σε συνδυασμό με τη συλλογή χρονοσειρών επιτόπιων δεδομένων θα βοηθήσουν στη συστηματική μοντελοποίηση μεγάλων περιοχών διαχρονικά.
5. Ταχεία απόκριση
Ορισμένες αποφάσεις διατήρησης προκειμένου να είναι αποτελεσματικές, όσον αφορά φαινόμενα όπως οι πυρκαγιές, η ξηρασία, οι διαρροές πετρελαίου και οι παράνομες εξορύξεις, απαιτούν άμεση και με ακρίβεια πληροφορία εντός ωρών ή ημερών. Τέτοιες πληροφορίες μπορούν να εξασφαλιστούν με σχεδόν σε πραγματικό χρόνο οικοσυστημική παρακολούθηση με τεχνικές τηλεπισκόπησης ώστε η ανίχνευση και απόκριση σε οικοσυστημικές απειλές να είναι άμεση. Η ελεύθερη ή προσιτή πρόσβαση σε τέτοιες τεχνικές έχει γίνει δυνατή μέσω των κυβερνητικών (Landsat, Sentinel) και ιδιωτικών (SPOT, Quicknird) δορυφόρων και μην επανδρωμένων αεροσκαφών (UAVs).
6. Προστατευόμενες περιοχές
Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης μπορούν να βοηθήσουν στον καθορισμό της έκτασης και τη σκιαγράφηση πιθανών προστατευόμενων περιοχών ώστε αυτές να ανταποκρίνονται στις ανάγκες των ειδών και τις οικοσυστημικές διεργασίες για την προστασία των οποίων ανακηρύχτηκαν εξαρχής. Επιπλέον, η τηλεπισκόπηση μπορεί να συμβάλει στην παρακολούθηση των προστατευόμενων περιοχών παρέχοντας πληροφορίες για την κατάσταση της βλάστησης, την ανθρωπογενή όχληση και τον εντοπισμό και την εξάπλωση ξενικών ειδών.
7. Οικοσυστημικές υπηρεσίες
Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον για τις οικοσυστημικές υπηρεσίες έχει αυξηθεί παγκοσμίως. Εγχειρήματα της αγοράς όπως η Μείωση των Εκπομπών από την Αποψίλωση και Υποβάθμιση των Δασών (REDD+) θα μπορούσε να επωφεληθεί από πρακτικές της τηλεπισκόπησης για την καταγραφή, παρακολούθηση και τελικά πρόβλεψη της έκτασης και των συνθηκών των δασών εντός δοθείσας περιοχής υπό τις υπάρχουσες συνθήκες και υπό μελλοντικά νομοθετικά σενάρια.
8. Αποτελεσματικότητα διατήρησης
Η παρακολούθηση της αποτελεσματικότητας των στρατηγικών διατήρησης προσφέρει αποδείξεις για την επιτυχία της χρηματοδότησης εγχειρημάτων διατήρησης. Δεδομένα τηλεπισκόπησης μπορούν να παίξουν συμπληρωματικό ρόλο στο καθορισμό του εάν η επένδυση σε προστατευόμενες περιοχές, ελέγχους, πρόσθετα σχήματα χρηματοδότησης και διοικητική εκπαίδευση συσχετίζεται με την κατάσταση των φυσικών πόρων. Διάφορες πηγές τηλεπισκοπικών δεδομένων όπως οι πολυφασματικοί δορυφορικοί αισθητήρες, οι βιντεογράφοι αέρος, οι χερσαίοι ακουστικοί σταθμοί και οι μικρές UAV μελέτες απεικόνισης συμβάλλουν στην εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των δράσεων διατήρησης.
9. Επέκταση γεωργικών δραστηριοτήτων και υδατοκαλλιεργειών και Αλλαγές στις Καλύψεις και Χρήσεις Γης
Η επέκταση των καλλιεργειών επηρεάζει τόσο τα είδη όσο και τις οικοσυστημικές διεργασίες, όπως η αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα και η διατήρηση των θρεπτικών του εδάφους. Παρομοίως, η επέκταση των υδατοκαλλιεργειών μπορεί να μεταβάλει τις οικοσυστημικές διεργασίες και να εισάγει ξενικά είδη στα υδάτινα και χερσαία οικοσυστήματα. Η εκτίμηση της επέκτασης των δραστηριοτήτων αυτών μέσω εκτίμησης παγκόσμιας κάλυψης και χωρικής και χρονικής ανάλυσης από δορυφορικές παρατηρήσεις επιτρέπει την χαρτογράφησης των μικρής και μεγάλης έκτασης αλλαγών. Εικόνες υψηλής ανάλυσης καταγράφουν την χρονική στιγμή μεταβολών της βλάστησης, των παράκτιων ποσοστών χλωροφύλλης κ.α. που σχετίζονται με την επέκταση των παραπάνω δραστηριοτήτων για αυτό και πολλές εθνικές κυβερνήσεις έχουν αρχίσει να επενδύουν στην επάνδρωση δορυφόρων υψηλής χωρικής ανάλυσης.
10. Καθεστώς όχλησης και υποβάθμισης
Παρότι οι τηλεπισκοπικοί δορυφόροι μπορούν να ανιχνεύσουν διάφορους τύπους όχλησης που απορρέουν από αλλαγές στην κάλυψη γης, τα οικοσυστήματα μπορούν να υποστούν όχληση, η οποία να μην ανιχνεύεται σε αλλαγές της κάλυψης γης, όπως αλλαγές στη σύνθεση, τη δομή και τη λειτουργία, συμπεριλαμβανομένων μεταβολών της βλάστησης και του εδάφους λόγω εκτεταμένης βόσκησης ή εισβλητικών ειδών κλπ. Υπερφασματικά δεδομένα έχουν συμβάλει στην ανίχνευση τέτοιων μεταβολών, όπως π.χ. στο πεδίου εκτίμησης της υποβάθμισης των κοραλλιογενών υφάλων, ενώ επίσης τεχνικές με πολυαισθητήρες θα μπορούσαν να φανούν χρήσιμοι στην εκτίμηση αλλαγών στα οικοσυστήματα ειδικά όταν συνδυάζονται με δευτερεύοντα δεδομένα.
