Met behulp van hoge resolutie gegevens van de gezamenlijke NASA-U.S. Geological Survey Landsat-programma, onderzoekers hebben de eerste kaart gemaakt van de oorzaken van verandering in de wereldwijde mangrovehabitats tussen 2000 en 2016 - een waardevol hulpmiddel om de instandhoudingsinspanningen voor deze vitale kustlijnbeschermers te ondersteunen.

Mangroven zijn winterharde bomen en struiken die groeien in de zoute, nat, modderige bodems van de tropische en subtropische kusten van de aarde. Ze beschermen de kustlijnen tegen erosie en stormschade; koolstof opslaan in hun wortels, koffers, en in de bodem; en bieden leefgebieden voor commercieel belangrijke mariene soorten. De studie toonde aan dat over het algemeen, mangrove habitatverlies daalde tijdens de periode. Echter, verliezen door natuurlijke oorzaken zoals erosie en extreem weer namen langzamer af dan menselijke oorzaken zoals landbouw en aquacultuur. Voor beheerders van natuurbehoud en hulpbronnen die verlies proberen te voorkomen of nieuwe habitats proberen te herstellen, deze bevinding benadrukt de behoefte aan strategieën die natuurlijke oorzaken van verlies verklaren.

De wereldkaart zal ten goede komen aan onderzoekers die de koolstofcycluseffecten van mangrovewinst en -verlies onderzoeken, en natuurbeschermingsorganisaties helpen te bepalen waar deze vitale kusthabitats moeten worden beschermd of hersteld.

Kustgrenzen beschermen

In 2010, mangroven bedekten ongeveer 53, 000 vierkante mijl van de kustlijnen van de aarde, op de grens tussen zout water en modderige grond met hun lange, steltenachtige wortelstelsels. De meeste van deze ecosystemen zijn te vinden in Zuidoost-Azië, maar ze bestaan ​​overal op de tropische en subtropische breedtegraden over de hele wereld.

Deze winterharde bomen en struiken bieden een "driedubbele klap" aan milieuvoordelen, zei Lola Fatoyinbo Agueh, een milieuwetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Mangroven zijn unieke efficiënte koolstofputten:locaties waar koolstof uit de atmosfeer wordt opgeslagen. Ze vormen slechts 3 procent van de bosbedekking op aarde, maar als ze allemaal werden omgehakt, ze zouden tot 10 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot kunnen bijdragen. Aangepast om zout water te weerstaan, sterke getijden, zuurstofarme bodems en warme tropische temperaturen, mangroven beschermen de kustlijnen tegen erosie en stormvloeden en bieden een "kraamkamer" voor zeedieren.

"Mangroven bieden kustbescherming tegen extreme stormen en vloedgolven, "zei Fatoyinbo. "Omdat het amfibische bomen zijn, hun wortelstructuur beschermt het binnenland tegen de kust, en ze beschermen ook de kust tegen het binnenland, omdat ze veel van de grond kunnen verzamelen die van bovenstrooms of van de kust komt. Ze houden dat sediment vast in hun wortels en laten in wezen nieuw land groeien. Als u gebieden heeft waar u meer erosie heeft door de stijging van de zeespiegel, mangroven kunnen dat tegengaan."

Mangroven worden al tientallen jaren bedreigd door ontbossing, zoals landbouw en aquacultuur, stadsontwikkeling en oogst hebben de afgelopen 50 jaar geleid tot het verlies van meer dan een kwart van de mangrovebossen. Vooral bossen in Zuidoost-Azië zijn zwaar getroffen, terwijl landen als Indonesië mangroven kappen om plaats te maken voor garnalen- en rijstteelt.

Bij het plannen van instandhoudings- of herstelinspanningen voor deze cruciale bossen, experts moeten weten wat de primaire menselijke en natuurlijke bedreigingen zijn voor hun gebied. Met behulp van hoge resolutie beelden van Landsat 5, 7 en 8, Fatoyinbo en haar collega's gebruikten algoritmen voor machinaal leren om een ​​kaart met hoge resolutie te maken van mangroveverliezen tussen 2000 en 2016, met een belangrijke toevoeging:ze lieten zien wat die verliezen veroorzaakte.

Het team ontdekte dat bijna 1300 vierkante mijl mangrovebossen verloren gingen tijdens de onderzoeksperiode, of ongeveer 2 procent van het wereldwijde mangrovegebied. Tweeënzestig procent van het verloren gebied was te wijten aan menselijke oorzaken, voornamelijk landbouw en aquacultuur. De rest was te wijten aan natuurlijke oorzaken, inclusief erosie en extreme weersomstandigheden.

Over de periode, zowel menselijke als natuurlijke oorzaken van verlies namen af, zei de ploeg. Maar de menselijke impact nam sneller af.

"Aan de ene kant, het is geweldig, " zei hoofdauteur Liza Goldberg, een NASA Goddard-stagiair en opkomende eerstejaarsstudent aan de Stanford University. "Het laat zien dat de inspanningen voor natuurbehoud op lokale schaal in effectiviteit toenemen, en er is een toename van het bewustzijn van het belang van mangroven, economische schade door stormen, en verlies van leven. Maar aan de andere kant, de daling van de verliezen, vooral in Zuidoost-Azië, betekent dat op veel gebieden er zijn gewoon geen mangroven meer te verliezen."

Hoewel de natuurlijke oorzaken van verlies ook afnamen, ze deden het langzamer, zei de ploeg. Deze verschuiving in het aandeel verliesaanjagers stelt de beheerders van natuurbehoud en hulpbronnen voor uitdagingen.

"De belangrijkste conclusie is dat de inspanningen voor natuurbehoud en herstel hun focus moeten blijven vergroten op het evalueren en verminderen van natuurlijke bedreigingen, ' zei Goudberg.

Naast hun rol bij het stabiliseren van kustecosystemen, mangroven zijn van vitaal belang voor de koolstofcyclus van de aarde - de uitwisseling van koolstof tussen het land, oceaan, sfeer en levende wezens. Hun bladeren vallen op de grond en ontbinden heel langzaam, koolstofrijk veen creëren in plaats van het terug in de atmosfeer af te geven. Wanneer deze bomen en struiken worden gekapt of vernietigd door stormen of overstromingen, dat koolstof in plaats daarvan in de atmosfeer ontsnapt, waar het als broeikasgas bijdraagt ​​aan klimaatverandering.

"Het type CO2-uitstoot dat je van mangroven zult zien, hangt af van het type conversie dat plaatsvindt, "zei Fatoyinbo. "Als je kaalslag doet en de grond opgraaft waar de meeste koolstof is opgeslagen om in een garnalenvijver te doen, dat een heel ander uitstootpercentage zal hebben dan, laten we zeggen, een tropische storm die opkomt en staande bomen beschadigt, maar waar je daarna misschien hergroei krijgt."

Het team werkt samen met non-profitorganisaties en andere organisaties om hun gegevens aan het werk te zetten, helpen bij het schatten van koolstofemissies, natuurbeschermingsplanning en andere initiatieven om deze ecosystemen voor toekomstige generaties te beschermen.

Opgroeiende jonge wetenschappers

Goldberg begon te werken met Fatoyinbo en David Lagomasino toen ze net 14 was, te beginnen met elementaire laboratoriumtaken en snel door te groeien naar het schrijven van haar eigen analysecodes voor mangrovegegevens. Ze heeft onlangs haar laatste jaar van de middelbare school afgerond aan de Atholton High School in Maryland en zal dit najaar beginnen met een bachelorstudie aan de Stanford University.

"Werken met Liza was echt geweldig. Ze is erg inspirerend, " zei Fatoyinbo. "We hadden veel discussie met haar en grote internationale organisaties die geïnteresseerd zijn in mangroven, en toen we vroegen wat hen zou helpen hun beleid en procedures beter te implementeren, we hoorden steeds dat we betere veranderkaarten nodig hadden en dat we beter moesten begrijpen wat de drijvende krachten achter verandering zijn. Liza pakte dat en liep ermee."

Goldberg is van plan om tijdens haar bachelorstudies samen te werken met het team van Fatoyinbo.

"Het was een eer om de afgelopen jaren met Lola en haar team samen te werken. " Goldberg zei. "Het is zeldzaam om een ​​omgeving te vinden waar mensen zo ondersteunend zijn, ongeacht je leeftijd en niveau van expertise, en het is van onschatbare waarde geweest voor mijn eigen onderzoek terwijl ik naar de universiteit ga. Deze omgeving is uniek voor NASA en voor Goddard."