Παρακολούθηση της αναγέννησης κοινοτήτων βλάστησης μετά από πυρκαγιά μέσω τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 10:12, 15 Απριλίου 2014

Σε αυτή την μελέτη παρουσιάζουμε μια πρώτη προσέγγιση για την αξιολόγηση των διαδικασιών αναγέννησης των φυτών μετά από πυρκαγιές. Επιλέχθηκαν δέκα καμένες περιοχές και οι NDVI παραλλαγές τους παρακολουθήθηκαν καθ’ όλη την μεταπυρική περίοδο. Ο κύριος στόχος ήταν να αναγνωριστούν τα διάφορα μοντέλα αναγέννησης κάθε καμένης περιοχής. Λήφθηκαν υπόψη πολλές μεταβλητές (όπως η ποσότητα της βροχής, η λιθολογία, η κλίση κλπ.) προκειμένου να αναλυθεί η πιθανή σχέση τους με τη διαδικασία αποκατάστασης. Μερικές από αυτές τις μεταβλητές έδειξαν μία σημαντική επίδραση επί του χρόνου αναγέννησης, αν και φαίνεται να χρειάζονται περαιτέρω αναλύσεις.

Εισαγωγή Οι πυρκαγιές που συμβαίνουν στα Μεσογειακά οικοσυστήματα έχουν διαφορετικές επιπτώσεις στη βλάστηση, ως συνέπεια της μεγάλης πολυπλοκότητας των κοινοτήτων και της παρέμβαση που ασκείται από τις δραστηριότητες βόσκησης, εκκαθάρισης και καύσης, αλλά και λόγω των διαφορετικών αντιδράσεων της βλάστησης στο είδος και την ένταση της κάθε πυρκαγιάς, την εποχή της εμφάνισης και την συχνότητα καύσης [1]. Τα στοιχεία αυτά και οι συνδυασμοί τους είναι γνωστά ως καθεστώς πυρκαγιάς [2-3- 4]. Λαμβάνοντας υπόψη τέτοιου είδους ζητήματα, οδηγούμαστε σε μια συνολική θεώρηση του ευρέως φάσματος της αντίδρασης της βλάστησης στην πυρκαγιά, της φυσικής διαδικασίας αναγέννησης και, κατά συνέπεια, του πραγματικού σταδίου των φυτικών κοινοτήτων. Υπό την έννοια αυτή, η ανίχνευση των καμένων περιοχών έχει σημαντική αξία για τον προσδιορισμό της εμφάνισης της πυρκαγιάς [5]. Έχουν χρησιμοποιηθεί πολλές διαφορετικές τεχνικές για τον εντοπισμό, την χρονολόγηση και την περιγραφή του ιστορικού της πυρκαγιάς σε μια επιλεγμένη περιοχή. Μεταξύ αυτών, η ανίχνευση σημαδιών πυρκαγιάς και η δενδροχρονολογία έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως [6-7-3]. Δυστυχώς, οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις μεθόδους μπορούν να μπερδευτούν με τα σημάδια που προκύπτουν από άλλες αιτίες (π.χ. [8])όπως μολύνσεις από παθογόνα, βλάβες στα φυτά, κεραυνοί, παγετός ή άλλες μηχανικές επιδράσεις [9]. Εδώ και πολλές δεκαετίες, η τηλεπισκόπηση (συμπεριλαμβανομένων και των τεχνικών φωτοερμηνείας) βοήθησε τους οικολόγους και τους διαχειριστές πυρκαγιών στον γεωγραφικό εντοπισμό τόσο των παρελθοντικών, όσο και υφιστάμενων περιοχών με ενεργές πυρκαγιές και ως εκ τούτου, και τη συχνότητα και την έκταση αυτών των πυρκαγιών [10]. Οι Minnich [7] και Richards [11] παρέχουν συγκεκριμένα παραδείγματα της χρήσης της τηλεπισκόπησης για το χαρακτηρισμό των καθεστώτων πυρκαγιάς σε διάφορες περιοχές. Οι Salvador et al. [12] εφήρμοσαν μια ημιαυτόματη μέθοδο τηλεπισκόπησης για την ανίχνευση καμένων δασικών εκτάσεων στην περιοχή της Καταλονίας (Βορειοανατολική Ισπανία) σε διάστημα 19 ετών (1975-1993). Η μεθοδολογία που ανέπτυξαν βασίστηκε στην αφαίρεση των δεικτών NDVI (Κανονικοποιημένος δείκτης διαφοράς βλάστησης, [13]), που προήλθαν από μια χρονοσειρά των εικόνων του αισθητήρα MSS που βρίσκεταο στους δορυφόρους Landsat από το 1972. Αφού λήφθηκαν τα όρια των πυρκαγιών, το μεγαλύτερο μέρος των εικόνων που αποκτήθηκαν επέτρεψε στους συγγραφείς να παρακολουθήσουν τις αλλαγές μέσα στο χρόνο των δεικτών NDVI σε ορισμένες από αυτές τις καμένες περιοχές. Η καταλληλότητα των δεικτών NDVI σε αυτό το είδος μελετών προέρχεται από την γενική απόκρισή τους προς την ποσότητα της πράσινης βιομάζας, ανεξάρτητα από το είδος των φυτών που αποτελούν την κοινότητα ([14-15), καθώς και στην επάρκειά τους ως προς την παρακολούθηση των αλλαγών κάλυψης των φυτών σε πολυχρονικές σειρές εικόνων τηλεπισκόπησης [16-17]. Επιπλέον, η απόκριση των NDVI χαρακτηρίζεται από κορεσμό όταν η βλάστηση φτάνει το 100% της κάλυψης, η οποία επιτρέπει την σωστή παρακολούθηση των αρχικών σταδίων της ανάκτησης της βλάστησης μετά από σοβαρές καταστροφές, όπως οι πυρκαγιές. Ενώ το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας στις μελέτες αναγέννησης μετά από πυρκαγιά έχουν πραγματοποιηθεί μέσω της ανάλυσης των πληθυσμών, των ατόμων ή των απλών κοινοτήτων, στις οποίες κυριαρχούν σχετικά λίγα, ή ακόμα και ένα μόνο είδος [18], έχουν πραγματοποιηθεί πολύ λίγες μελέτες που να περιγράφουν την απόκριση ολόκληρων κοινοτήτων πλούσιων σε είδη [19-20]. Μια τέτοια απόκριση θα ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό και μπορεί να εξαρτάται από τους εγγενείς παραμέτρους που σχετίζονται με το είδος της κοινότητας, στα χαρακτηριστικά του ιστορικού ζωής της σύνθεσης των ειδών, στον προηγούμενο ιστορικό χώρο, στην σφοδρότητα της πυρκαγιάς και στο μωσαϊκό του τοπίου και την εποχικότητα [3]. Αυτά τα χαρακτηριστικά και η ανθρώπινη δραστηριότητα θα καθορίσει το πώς και πότε αυτές οι κοινωνίες θα καούν ξανά στο μέλλον, σύμφωνα με κάθε τύπο καθεστώτος της πυρκαγιάς.

thumb | right |Σχήμα 3: Εκπροσώπηση των επιλεγμένων καμένων περιοχών (7-Α) και τα δειγματοληπτικά οικόπεδα στην περιοχή της μελέτης. Οι περίμετροι της πυρκαγιάς οριοθετούν το ψηφιακό μοντέλο εδάφους (υψηλότερες περιοχές σε λευκό) του κάθε οικοπέδου (όχι για τον έλεγχο). Τα γραφικά δείχνουν τις μέσες μεταβολές NDVI μέσα στο χρόνο των ελεγχόμενων/καμένων περιοχών. Η πρώτη εικόνα μετά την πυρκαγιά σημειώνεται με βέλος.