Η φασματική ποικιλότητα ως δείκτης παρακολούθησης για την αρχική πρόοδο της οικολογικής αποκατάστασης στον Ανατολικό Αμαζόνιο

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 00:27, 24 Φεβρουαρίου 2026

Πρωτότυπος τίτλος: Spectral diversity tracks initial restoration progress in the Eastern Amazon

Μεταφρασμένος τίτλος Η φασματική ποικιλότητα ως δείκτης παρακολούθησης για την αρχική πρόοδο της οικολογικής αποκατάστασης στον Ανατολικό Αμαζόνιο

Συγγραφείς: Larissa Ranielle da Silva Parente, Priscila Sanjuan de Medeiros-Sarmento, Yorranna Kelly Rossy Da Silva, Paula Godinho Ribeiro, Silvio Junio Ramos, Cecílio Frois Caldeira and Markus Gastauer

Δημοσιεύθηκε: Frontiers in Environmental Science 13 (2025) 1546771

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [ https://doi.org/10.3389/fenvs.2025.1546771]

Λέξεις-Κλειδιά: Τηλεπισκόπηση, διαδοχική δυναμική (successional dynamics), βιοποικιλότητα, Καραχάς (Carajas), Sentinel

1. Εισαγωγή

Η αποκατάσταση υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων, ιδιαίτερα σε περιοχές εξόρυξης και αποψίλωσης, αποτελεί κρίσιμη πρόκληση για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας και τη βιώσιμη διαχείριση των φυσικών πόρων.

Η παρακολούθηση της προόδου των έργων αποκατάστασης είναι απαραίτητη τόσο για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων όσο και για τη συμμόρφωση με περιβαλλοντικές πολιτικές. Παραδοσιακά, η αξιολόγηση της οικολογικής ανάκαμψης βασίζεται σε επιτόπιες δειγματοληψίες, οι οποίες απαιτούν σημαντικό χρόνο, εξειδικευμένο προσωπικό και υψηλό οικονομικό κόστος. Για τον λόγο αυτό, αναζητούνται εναλλακτικές ή συμπληρωματικές μέθοδοι που να επιτρέπουν ταχύτερη και ευρύτερης κλίμακας παρακολούθηση.

Η μελέτη εξετάζει τη δυνατότητα χρήσης της φασματικής ποικιλότητας (spectral diversity) ως εργαλείου εκτίμησης της προόδου οικολογικής αποκατάστασης στον Ανατολικό Αμαζόνιο. Συγκεκριμένα, αξιολογείται η σχέση μεταξύ δεικτών φασματικής ποικιλότητας που προκύπτουν από δορυφορικές εικόνες και του Δείκτη Αποκατάστασης (Restoration Index – RI), ενός σύνθετου δείκτη που συνδυάζει δομικά και συνθετικά χαρακτηριστικά της βλάστησης, όπως ο πλούτος ειδών, η βασική επιφάνεια και η κάλυψη κόμης.

Στόχος είναι να διερευνηθεί κατά πόσο οι φασματικές μετρήσεις μπορούν να λειτουργήσουν ως αξιόπιστος και οικονομικά αποδοτικός δείκτης της οικολογικής ανάκαμψης.

2. Μεθοδολογία

Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε επτά περιοχές στην πολιτεία Pará στον Ανατολικό Αμαζόνιο, οι οποίες περιλάμβαναν τέσσερις περιοχές αντιστάθμισης και τρεις περιοχές αποκατάστασης εξορυκτικών δραστηριοτήτων. Οι περιοχές αντιπροσώπευαν διαφορετικά στάδια διαδοχής και ανάκαμψης, επιτρέποντας τη σύγκριση μεταξύ πρώιμων και πιο ώριμων φάσεων αποκατάστασης.

Ο Δείκτης Αποκατάστασης (RI) υπολογίστηκε βάσει επιτόπιων δεδομένων βλάστησης, τα οποία ενσωμάτωναν ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά της χλωρίδας. Παράλληλα, χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικές εικόνες από τον αισθητήρα Sentinel-2, οι οποίες προσφέρουν υψηλή χωρική και φασματική ανάλυση. Μέσω του πακέτου BiodivMapR στο λογισμικό R, υπολογίστηκαν διάφοροι δείκτες φασματικής ποικιλότητας, όπως ο φασματικός πλούτος (spectral richness), ο δείκτης Shannon, ο δείκτης Rao’s Q και δείκτες λειτουργικής σύνθεσης.

Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν στατιστικές αναλύσεις συσχέτισης και γραμμικής παλινδρόμησης μεταξύ των φασματικών δεικτών και του RI, με σκοπό τον εντοπισμό των ισχυρότερων σχέσεων. Επιπλέον, σε δύο περιοχές πραγματοποιήθηκαν επαναλαμβανόμενες επιτόπιες καταγραφές σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, ώστε να αξιολογηθεί η χρονική ευαισθησία των φασματικών μετρήσεων. Τέλος, εξετάστηκε η επίδραση της εποχικότητας μέσω σύγκρισης εικόνων διαφορετικών μηνών, προκειμένου να διαπιστωθεί η σταθερότητα των δεικτών.

Εικόνα 1: Διάγραμμα ροής για την επεξεργασία των εικόνων του Sentinel-2, υπολογίζοντας την φασματική ποικιλότητα και αναλύοντας τις συσχετίσεις με τα δεδομένα πεδίου

Πίνακας 1: Χρονοσειρές που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση

3. Αποτελέσματα

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μεταξύ των φασματικών μετρικών που εξετάστηκαν, ο φασματικός πλούτος και ο φασματικός δείκτης Shannon παρουσίασαν τις ισχυρότερες συσχετίσεις με τον Δείκτη Αποκατάστασης. Η γραμμική παλινδρόμηση έδειξε ότι κάθε αύξηση του RI κατά 1% αντιστοιχεί σε αύξηση 0,0198 μονάδων στον φασματικό πλούτο. Με βάση το μοντέλο, για επίπεδο αποκατάστασης 70%, ο προβλεπόμενος φασματικός πλούτος ανέρχεται σε 2,29, προσφέροντας ένα πρακτικό σημείο αναφοράς για την αξιολόγηση της προόδου αποκατάστασης.

Παρότι στις περιοχές που επανεξετάστηκαν δεν παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές αυξήσεις στον φασματικό πλούτο μεταξύ των δύο απογραφών, οι διαφορές μεταξύ διαδοχικών σταδίων αποκατάστασης αποτυπώθηκαν επαρκώς σε όλα τα διαθέσιμα σύνολα δεδομένων. Αυτό υποδηλώνει ότι οι φασματικοί δείκτες είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για τη διάκριση μεταξύ διαφορετικών επιπέδων οικολογικής ανάκαμψης, ακόμη και αν δεν καταγράφουν άμεσα μικρές βραχυπρόθεσμες μεταβολές.

Επιπλέον, η σύγκριση εικόνων από διαφορετικούς μήνες έδειξε μέτρια αλλά σταθερή συσχέτιση των φασματικών δεικτών, γεγονός που υποστηρίζει τη σχετική ανθεκτικότητά τους έναντι εποχικών διαφοροποιήσεων. Η διαπίστωση αυτή ενισχύει την αξιοπιστία της μεθόδου για εφαρμογή σε μακροχρόνια και μεγάλης κλίμακας προγράμματα παρακολούθησης.

Συνολικά, η μελέτη καταδεικνύει ότι η φασματική ποικιλότητα αποτελεί ένα χρήσιμο, οικονομικά αποδοτικό και διαφανές εργαλείο για την παρακολούθηση της αποκατάστασης οικοσυστημάτων. Αν και δεν αντικαθιστά πλήρως τις επιτόπιες μετρήσεις, μπορεί να λειτουργήσει συμπληρωματικά, μειώνοντας το κόστος και αυξάνοντας τη συχνότητα αξιολόγησης. Η ενσωμάτωση δορυφορικών δεδομένων στη διαδικασία αποκατάστασης ενισχύει τη δυνατότητα έγκαιρης λήψης αποφάσεων και βελτιστοποίησης των παρεμβάσεων, ιδιαίτερα σε εκτεταμένες και δυσπρόσιτες περιοχές όπως ο Αμαζόνιος.