Esaminando le foreste di kelp del nord della California attraverso la fotografia satellitare
In un'iniziativa congiunta per proteggere e rigenerare le foreste di kelp lungo la costa della California settentrionale, i ricercatori si sono rivolti alle immagini satellitari per monitorare i cambiamenti in questi habitat marini vitali. Il programma di recupero delle foreste di kelp della Grande Baia di Farallones, un'iniziativa collaborativa, utilizza Landsat 8, un satellite scientifico gestito da NASA e USGS.
Landsat 8 studia la superficie terrestre attraverso tecniche di teledetazione, fornendo una vasta gamma di dati per i ricercatori. Per questo studio, le immagini di Landsat 8 sono state analizzate per i mesi di picco del kelp, settembre-novembre, dal 2015 al 2019. Tuttavia, è importante notare che la scansione delle date potrebbe catturare uno snapshot delle variazioni locali del clima e delle condizioni oceaniche, poiché il 2014-2016 sono stati anni di El Niño e tutti gli anni scrutinati, tranne il 2019, sono stati anni di siccità in California.
I risultati dell'analisi mostrano una significativa diminuzione del kelp totale rilevato nel 2019. Questa diminuzione potrebbe essere dovuta a vari fattori, tra cui la lunghezza del kelp nella colonna d'acqua, l'altezza della marea, la torbidità/le correnti, la batimetria e le condizioni generali dell'acqua. Inoltre, la presenza di fitoplancton nell'area di studio può essere confusa con il kelp, soprattutto tra febbraio e settembre.
Per analizzare le immagini, i dati sono stati prima bufferizzati e mascherati dalla costa per includere solo l'acqua da 200 a 2000 metri al largo. I risultati sono stati quindi "interseccati" in ArcGIS con l'area di studio bufferizzata dopo la mascheratura delle nuvole e del fumo. Questo processo, noto come mascheratura, chiarisce il contenuto della mappa denso o dettagliato avendo le caratteristiche di uno strato nascondere, o mascherare, le caratteristiche di un altro strato dove si sovrappongono.
Altri indici e tecniche di mascheratura delle nuvole, come l'Indice di Alga Galleggiante (FAI), l'Indice di Alga in Scala (SAI), l'Analisi di Mescolamento dei Multipli Endmember (MESMA) e l'Indice di Vegetazione Normalizzato (NDVI), sono in studio presso le istituzioni della costa occidentale. In particolare, MESMA è una tecnica per "smistare" i pixel individuali e potrebbe aiutare a rilevare il kelp in modo più affidabile.
Tuttavia, l'analisi di un grande numero di immagini ad alta risoluzione può sovraccaricare i computer locali, limitando le persone senza una buona potenza di calcolo e memoria. Oggi esistono software open source, come QGIS, mentre i pacchetti e le librerie GIS in R e Python possono gestire l'elaborazione dei dati geospaziali.
L'Indice di Vegetazione Normalizzato (NDVI) è stato utilizzato per rilevare le posizioni del kelp bull. Questo indicatore grafico analizza le misurazioni di teledetazione per valutare se il bersaglio osservato contiene vegetazione verde viva. Nonostante l'efficacia dell'NDVI, la risoluzione di 30 m di Landsat 8 rende difficile catturare con precisione la vegetazione del kelp bull.
Sentinel-2A, con immagini ad alta risoluzione (fino a 10 m), potrebbe fornire immagini migliori per stimare i cambiamenti futuri. Periodicamente rivedere l'elenco in crescita dei metodi e degli standard di valutazione del kelp potrebbe aiutare a consolidare e semplificare gli approcci al monitoraggio del kelp tra le istituzioni di ricerca.
La perdita dei lontre marine predatrici potrebbe ulteriormente influire sull'equilibrio dell'ecosistema a causa della perdita di questo predatore apex. Coinvolgere gli studenti o gli appassionati nell'utilizzo degli strumenti di analisi spaziale attraverso workshop o corsi online gratuiti potrebbe aiutare a coinvolgere il pubblico in questi sforzi di conservazione vitali.
Il progetto KelpWatch, un'iniziativa collaborativa che coinvolge scienziati di istituzioni come l'Università statale dell'Oregon, l'Università della California a Santa Barbara e NOAA, sta lavorando per sviluppare una mappa web per visualizzare il declino delle foreste di kelp negli ultimi decenni. Questa mappa serve come esempio di come visualizzare i dati scientifici al pubblico riguardo gli impatti del cambiamento climatico nel tempo.
Per ulteriori informazioni, visita il sito web del progetto KelpWatch all'indirizzo https://kelp.codefornature.org/. Il sito web del Marine Detective, che documenta il sindrome di deperimento delle stelle marine, si può trovare all'indirizzo http://themarinedetective.com/2013/12/21/sea-star-wasting-syndrome-now-documented-on-ne-vancouver-island/.
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