《美研究人员绘制高分辨率全球珊瑚礁地图》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2019-05-06
  • 由来自哈立德?本?苏丹生命海洋基金(Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation,以下简称海洋基金)和迈阿密大学海洋与大气科学学院的科学家开展的一项研究,提供了一种利用地球轨道卫星和野外观测来精确绘制珊瑚礁图谱的新方法。该图集是为期10年的全球珊瑚礁探险的结果,也是有史以来第一个包含超过15个国家共计65000平方公里的1000多个偏远珊瑚礁和周围栖息地的全球珊瑚礁地图集,目前已发表在《珊瑚礁》(Coral Reefs)期刊上。

    高分辨率珊瑚礁地图包含浅水海洋栖息地的信息以及主要探险要地点的海草床和红树林信息。所有这些沿海栖息地都是热带沿海生态系统的关键组成部分,有助于过滤水源、保护海岸免受风暴侵袭,并为商业和自给性渔业提供关键的苗圃栖息地。但目前正面临来自沿海开发、过度捕捞和气候变化等越来越多的威胁。

    为了开发新模型以准确绘制珊瑚礁地图,科学家们从全球珊瑚礁探险队进行的调查中收集了数据,并使用超高分辨率卫星图像推断位置,通过将地图与记录珊瑚礁精确坐标的视频进行比较,验证新映射方法的准确性。

    海洋基金临时首席科学家、迈阿密大学教授Sam Purkis提到,保护珊瑚礁就必须知道它的位置和数量。对珊瑚礁进行这样的了解很有挑战性,因为它们位于水下,较难观察。通过这项研究,他们发掘了利用卫星图像在全球范围内制作珊瑚礁地图的可能性。卫星、飞机和无人机成像技术将成为应对全球范围内珊瑚礁危机的重要工具。

    高分辨率珊瑚礁地图集并不涵盖所有世界各地的珊瑚礁,但覆盖了主要珊瑚礁的最有意义部分。它还提供了急需的2017年大规模珊瑚礁白化事件之前的健康基线数据。目前这种数字资源已经向公众开放,以便政府和保护组织可以使用这些地图来保护和恢复其后代的珊瑚礁。

    研究人员估计,由于气候变化和其他人类压力的影响,全球一半以上的珊瑚礁在过去40年里已经消失了。珊瑚礁地图可以帮助当地资源管理者确定最可能需要保护的区域。

    海洋基金的科学管理主任Alexandra Dempsey认为,珊瑚礁地图集提供了珊瑚礁所处位置及其健康状况的快照,科学家将使用这些栖息地图作为基线数据来帮助跟踪珊瑚礁成分和结构随时间的变化。

    (傅圆圆 编译)

    图片源自网络

  • 原文来源:https://news.miami.edu/rsmas/stories/2019/04/scientists-create-largest-collection-of-coral-reef-maps-ever-made.html
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    • 珊瑚礁是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一,约占所有海洋物种的25%。这些生物丰富的生态系统正受到多种压力的威胁,从气候变化带来的海洋温度上升,到沿海开发造成的水污染。根据目前的估计,到2050年,全球75%的珊瑚礁将面临严重威胁。科学家们普遍认为,必须立即采取有针对性的行动来保护珊瑚礁。 先前评估活珊瑚覆盖率的工作受到了现有监测方法固有技术的限制。例如,详细的实地调查在地理上是有限的,而卫星无法以足够详细的分辨率追踪珊瑚,以供各种类型的管理活动使用。不过,机载技术可以在一次调查中收集大量连续的高分辨率数据,从而提供关于珊瑚健康和范围的相关信息。如果得到的地图可以指出活珊瑚的位置,那么就可以制定具体的策略来保护和恢复。 一个重要的例子就是夏威夷群岛,沿海开发造成沉积、水载污染物和珊瑚礁破坏等问题,而渔业和其他资源的使用造成珊瑚礁恢复变差。全球气候变暖引发的海洋热浪也会周期性地影响夏威夷群岛,最近的一次是2015年和2019年的珊瑚白化事件。2015年的事件导致了广泛的珊瑚死亡,但就像在世界各地的珊瑚礁地区一样,人们对珊瑚丧失的地理范围仍然知之甚少。 利用亚利桑那州立大学(ASU)全球发现和保护科学中心的研究人员开发的一种航空测绘方法,夏威夷主岛16米(52.5英尺)水深的活珊瑚地理分布被第一次量化。这项研究成果发表在12月14日的《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。该研究的主要作者,全球发现与保护科学中心主任Greg Asner指出,尽管一再出现热浪和沿海开发问题,他们还是对一个大型群岛进行了首次测绘,以确定夏威夷水域的珊瑚生活在哪里。合作组织需要这些基本信息来推动更具成本效益的珊瑚礁保护、恢复活动和公众参与活动。 测绘数据是由ASU全球机载天文台收集的,这是一个由Asner及其团队开发的飞行实验室,里面搭载了先进的地球测绘技术。通过将激光引导成像光谱学和人工智能相结合,新方法揭示了海洋表面下珊瑚礁的空前景象。这些地图显示了活珊瑚生存的地方以及退化的珊瑚礁区域。 夏威夷水生资源部负责人,研究的合著者Brian Neilson表示,对夏威夷珊瑚礁生态系统内和整个区域的活珊瑚覆盖进行操作测绘,为管理者和决策者提供了机会,以便更好地解决珊瑚礁保护、恢复和修复问题。借助这些地图,在保护现有资源的同时,更有可能专注于改善珊瑚条件和各种依赖珊瑚的物种的生存条件。 该团队绘制的活珊瑚地图与海岸和海洋活动的地理空间信息相结合,并使用计算机算法来估计哪些因素最能准确预测夏威夷珊瑚礁目前的珊瑚位置。分析结果显示近岸发展与活珊瑚有主要的负相关关系。 美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的合著者Jamison Gove提到,以前从未有过如此详细和全面的珊瑚景观。这些发现为制定基于地方的保护和管理策略以促进珊瑚礁的持久性并减轻夏威夷全境珊瑚的进一步损失奠定了基础。 新的绘图方法还指出了珊瑚对人类驱动的环境压力表现出弹性的地区。这些珊瑚生存的区域,被认为是“避难所”,表明一些珊瑚和一些地点更有弹性,因此是加强珊瑚保护的主要地点。对珊瑚生存状况有更深入的了解,也可以改变珊瑚是否能在当前和未来的海洋气候中生存的预测。 Asner强调,从夏威夷群岛开始,他们正试图在科学技术方面取得重大飞跃,直接应对珊瑚礁保护和管理方面的挑战。他们希望,这些结果将促进社区、环境管理人员和民选官员之间的讨论。否则,我们将继续在我们眼前失去珊瑚礁。 (刁何煜 编译)
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    • 近期,保罗·艾伦慈善基金会及其合作伙伴联盟公布了“艾伦”珊瑚图集(Allen Coral Atlas)。这是一项开创性的研究工作,利用高分辨率卫星图像和先进分析技术,完整展现了以往所有的全球珊瑚礁监测细节。“艾伦”珊瑚图集提供了有史以来分辨率最高、最新的全球珊瑚礁图片,第一次详细地显示了全球5个重要珊瑚礁的组成和结构。“艾伦”珊瑚图集以一幅4米/像素的全球珊瑚礁马赛克图开始,由Planet提供的2017年至2018年的卫星图像组成,以捕捉到的珊瑚礁深度和水的颜色,区分底栖微藻、珊瑚礁、藻类、土地、石头沙子和碎石。有了这种新的及时性和具有细节的提示,自然资源保护主义者可以更有效地针对保护和恢复进行人为干预。为了确保其最大的影响,“艾伦”珊瑚图集的资产将被免费用于非商业科学和保护用途。研究人员正在开发新的算法,并将它们应用到卫星数据中,以检测和分析珊瑚礁覆盖和条件的变化。随着时间的推移,将能够确定哪些珊瑚礁正在变白,在哪里变白,从而为决策者和珊瑚礁管理界提供应对和保护所需的至关重要的信息。此外,自然资源保护主义者认为珊瑚礁面临着多种威胁和危险,包括海洋表面温度的上升、长期暴露在阳光下、污染和破坏性的捕鱼行为等。最近的研究表明,全球大约四分之一的珊瑚礁已经无法修复,另有三分之二的珊瑚礁面临严重威胁。而看到这些变化是做出改变的第一步,该研究小组相信,对“艾伦”珊瑚地图集所有数据的开放获取,将有助于人们为保护珊瑚政策提供信息、发展技术和教育公众。 (吕钊编译;张灿影审校) 信息来自中国科学院海洋所《海洋科学快报》2018年第40期