Согласно новому спутниковому исследованию, мангровые леса Флориды, имеющие решающее значение для экосистем и защиты побережья, изо всех сил пытаются восстановиться после ущерба, нанесенного недавними сильными ураганами. Мангровые заросли являются особенностью Эверглейдс Флориды: их полузатопленные корни образуют живописные туннели, которые часто исследуют каякеры. Мангровые заросли не только потрясающе красивы, они также играют важную роль в поддержке людей и морской жизни. Они помогают стабилизировать береговую линию, уменьшить воздействие приливов, сохранить углерод и предотвратить эрозию от штормовых нагонов. Их сложная корневая система также служит важным убежищем для рыб и других водных обитателей.
Хотя мангровые заросли очень устойчивы к наводнениям, новое исследование, опубликованное в журнале Remote Sensing of Environment, показывает, что их устойчивость подвергается испытаниям, как никогда раньше. Исследователи использовали данные, предоставленные спутниками Landsat, для изучения состояния мангровых зарослей во Флориде с января 1999 года по апрель 2023 года. Результаты показывают, что по мере того, как ураганы становятся более частыми и сильными, некоторые мангровые заросли теряют свою естественную устойчивость.
«Наш мониторинг показывает, что после недавних ураганов, таких как ураган Ирма в 2017 году и ураган Ян в 2022 году, произошло значительное увеличение площади мангровых зарослей, которые утратили свою естественную способность к восстановлению», — сказал соавтор исследования Чжэ Чжу, бывший член научной группы USGS-NASA Landsat.
Предыдущие исследования обычно анализировали конкретные возмущения, такие как ураганы, и отслеживали потерю мангровых зарослей после урагана. Например, на фотографии ниже, сделанной G-LiHT (лидар Годдарда, гиперспектральный и тепловизор), показаны повреждения мангровых зарослей на юге Флориды после урагана Ирма. В новом исследовании исследователи стремились получить более полное представление о том, как состояние мангровых зарослей менялось с течением времени, надеясь получить представление о том, как деревья восстанавливаются.
Исследователи разделили состояние мангровых зарослей на четыре категории: здоровые, нарушенные, восстанавливающиеся и приходящие в упадок. Здоровые мангровые заросли не изменяются под воздействием штормов. Нарушенные мангровые заросли могут пострадать от штормов, но вернуться в здоровое состояние в течение того же вегетационного периода. Для восстановления мангровых зарослей потребуется не один вегетационный период. Пришедшие в упадок мангровые заросли относятся к мангровым зарослям, которые не восстанавливаются естественным путем после нарушения, но сталкиваются с долгосрочным упадком.
Преимущество этого спутникового подхода заключается в непрерывном мониторинге состояния мангровых зарослей. Исследователи могут улавливать нарушения по мере их возникновения. Они классифицировали условия мангровых зарослей, используя алгоритм машинного обучения, который постоянно обновляется по мере поступления новых спутниковых данных дистанционного зондирования Земли. Алгоритм также может выявлять ранние признаки сокращения мангровых лесов, предупреждая землепользователей, на чем сосредоточить свои усилия.
«Наше исследование направлено на создание системы раннего предупреждения об упадке мангровых лесов и на помощь в выявлении зон риска до того, как произойдут необратимые потери», — сказал Чжу.
Один из самых ярких способов визуализировать изменения в устойчивости мангровых лесов — сравнить восстановление при различных воздействиях. Карта в верхней части этой страницы, созданная с использованием алгоритма на основе Landsat, показывает состояние мангровых зарослей в южном национальном парке Эверглейдс на побережье Мексиканского залива.
На картах показано состояние мангровых зарослей до и после урагана Вильма в 2005 году и урагана Ирма в 2017 году (оба урагана 5-й категории). После урагана Вильма большая часть поврежденных мангровых зарослей восстановилась естественным путем, тогда как после урагана Ирма произошло повсеместное сокращение мангровых зарослей (показано на карте оранжевым цветом), причем некоторые из мангровых зарослей в конечном итоге превратились в «леса-призраки» — участки мертвого леса.
В будущей работе исследователи надеются расширить область исследования и работать над созданием системы мониторинга состояния мангровых зарослей во всем мире. В то же время они планируют усовершенствовать текущий алгоритм, чтобы лучше понять различные причины изменения мангровых лесов.
«Определив, вызваны ли изменения экстремальными погодными явлениями, повышением уровня моря или деятельностью человека, мы можем предоставить более целенаправленную информацию для стратегий сохранения и управления в быстро меняющейся среде», — сказал Чжу.
Карты, созданные с использованием алгоритмов Landsat, показывают состояние мангровых лесов в национальном парке Южные Эверглейдс, граничащем с Мексиканским заливом, до и после ураганов Вильма в 2005 году и Ирма в 2017 году.
Составлено из /ScitechDaily