Koraalriffen bieden veel tropische vissen een levendig ingelegde toevluchtsoord - een onderbreking van de intense druk van de zee - die een kans biedt voor bescherming, voeding en zelfs voortplanting. Overgeleverd aan een opwarmende oceaan als gevolg van klimaatverandering, riffen ervaren meer frequente en schadelijke koraalverblekingsgebeurtenissen, vissen (en andere oceaanbewoners) achterlatend met kale accommodaties in gebieden die ooit vol leven waren.

Onderzoek deze week gepubliceerd in Remote Sensing in ecologie en natuurbehoud maakt gebruik van een nieuwe benadering van het combineren van tweedimensionale en driedimensionale remote sensing zeegezichtsmodellen om de complexe rifstructuur nauwkeuriger te identificeren, en de vispopulaties die erin leven. Het creëren van kosteneffectieve en nauwkeurige ruimtelijke methoden voor het identificeren van "hotspots" aan de kust is een essentiële stap in het opstellen van effectieve beheerplannen voor de bescherming en het behoud van de zee.

"Het in kaart brengen en waarderen van rifgebieden die belangrijke hotspots voor biodiversiteit vertegenwoordigen, is belangrijk voor kustgemeenschappen die afhankelijk zijn van gezonde rifvispopulaties voor voedsel, toerisme en cultuur. Deze informatie kan helpen bij het informeren van dringend noodzakelijke beheeracties om gezonde riffen en gezonde kustgemeenschappen in stand te houden, " zei onderzoeksleider Lisa Wedding, Stanford Centre for Ocean Solutions research associate en recentelijk benoemd tot universitair hoofddocent aan de Universiteit van Oxford, School voor Geografie en Milieu.

Voor een nauwkeurigere weergave van deze onderwaterhabitats, het team koos voor een veelzijdige aanpak. Om hun modellen te informeren, de duikers voerden standaard visuele visonderzoeken onder water uit op 625 transectonderzoekslocaties langs de belangrijkste Hawaiiaanse eilanden, het tellen van het type en de lengte van elke bekeken vissoort. Deze nearshore-locaties varieerden in habitattypes (zoals koraalrif- en zeegrasbedden), inspanningen voor het behoud van de zee (het bestuderen van gebieden binnen en buiten beschermde mariene gebieden) samen met gemengde menselijke effecten en blootstelling aan de kustlijn.

Vervolgens maakten ze gebruik van satellietgegevens om op elke locatie 2D-habitatkaarten te maken. Hoewel in het verleden veel gebruikt, het gebruik van 2D-satellietgegevens voor het in kaart brengen van koraalriffen heeft beperkingen, omdat alleen planimetrische (of horizontale) gebieden van habitats in aanmerking worden genomen in plaats van de totale complexe 3D-structuur. In het geval van koraalriffen, uitgebreide habitatconfiguraties wijzen op een hoger potentieel voor biodiversiteit, een hoofdindicator van een gezond ecosysteem.

Het team wendde zich tot een technologie genaamd lichtdetectie en -bereik (LiDAR), een teledetectie-instrument dat licht in de vorm van een gepulseerde laser gebruikt om variabele afstanden te meten. Hierdoor konden ze 3D-modellen maken, het tot leven brengen van de ware complexiteit van de zeebodem van het koraalrif. Uitgerust met deze informatie, de onderzoekers waren in staat om voorspellende modellen te maken van de gemeenschap van rifvissen, op basis van de verzamelde habitatgegevens. Verrassend genoeg, het meest effectieve model was een combinatie van de 2D- en 3D-LiDAR-satellietgegevens, die de diversiteit van koraalrifvissen het meest nauwkeurig voorspelde, biomassa en dichtheid.

"We ontdekten dat 2D-karakterisering van de zeebodem de ingewikkelde relaties tussen riffen en visgemeenschappen niet vastlegt, en de toepassing van LiDAR in dit werk helpt de ecologietheorie en toepassing van zeegezichten in de derde dimensie vooruit te helpen, ' zei Bruiloft.

Zeegezichtsecologie is een opkomende toegepaste wetenschap die zich richt op het begrijpen van de gevolgen van ruimtelijke patronen in de oceaan en het onderwerp is van een nieuw boek, Zeegezichtecologie , bewerkt door Simon J. Pittman, co-auteur van Lisa M. Wedding, en uitgegeven door Wiley.

De onderzoekers merkten ook op dat beschermde mariene gebieden consequent een hogere visdiversiteit en biomassa ervoeren. Dit betekent dat het beheer van de visserij een fundamentele rol speelt in het behoud van de zee en niet over het hoofd mag worden gezien. Dit suggereert ook dat het creëren van beschermde mariene gebieden waar complexe 3D-rifstructuren bestaan, van cruciaal belang kan zijn bij het tot stand brengen van veerkrachtiger oceaanecosystemen, in staat om sneller te herstellen van toekomstige bleekgebeurtenissen of andere schadelijke krachten.

"Het zeegezicht begrijpen vanuit een 3D-perspectief biedt een groot potentieel om onze kennis van koraalriffen te vergroten, " zei Wedding. "LiDAR remote sensing stelt ons in staat om de ingewikkelde 3D verticale structuur van koraalriffen vast te leggen en te begrijpen waar habitats een hoge instandhoudingswaarde hebben om toekomstige oceaanplanningsinspanningen te informeren. Ons onderzoek ondersteunt het ontwerp van beschermde mariene gebieden op deze locaties, die een managementprioriteit zou moeten zijn, omdat de complexiteit van de habitat de veerkracht en het herstel van het rif kan verbeteren."

Ergens naar uitkijken, het Stanford Center for Ocean Solutions is van plan om samen te werken met de Universiteit van Oxford en de Arizona State University om deze nieuwe teledetectiebenadering op te schalen om het risico en de veerkracht van koraalriffen in Palau in kaart te brengen. De techniek ondersteunt het beheer van veerkrachtigere soorten en zorgt voor een snellere benadering van het monitoren van de gezondheid van koraalriffen, waardoor managers middelen beter kunnen toewijzen voor bleekgebeurtenissen en koraalherstel.