研究人員創(chuàng)建了一個(gè)工具包，用于確定沿海水域的清晰度和表面溫度。這些數(shù)據(jù)是可免費(fèi)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，可以幫助評(píng)估世界各地的珊瑚礁。

利用美國(guó)宇航局二十年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中，科學(xué)家們最近評(píng)估了伯利茲著名的珊瑚礁對(duì)白化和崩潰的脆弱性。研究結(jié)果可以幫助管理當(dāng)局保護(hù)珊瑚礁免受人類(lèi)影響，如開(kāi)發(fā)，過(guò)度捕撈，污染和氣候變化。

伯利茲海岸附近185英里長(zhǎng)(298公里)的堡礁系統(tǒng)包括充滿活力的海洋環(huán)境，支持?jǐn)?shù)千種動(dòng)植物物種，并推動(dòng)中美洲國(guó)家最大的產(chǎn)業(yè) - 旅游業(yè)。該系統(tǒng)是全球約1，200個(gè)聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)之一。

在發(fā)表在《遙感前沿》(Frontiers in Remote Sensing)上的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們根據(jù)珊瑚因渾濁的水和氣溫上升而面臨的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)伯利茲海岸附近的24個(gè)海洋保護(hù)區(qū)進(jìn)行了排名。該研究還概述了美國(guó)宇航局南加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和伯利茲同行的研究人員如何在分析中使用谷歌地球引擎上的免費(fèi)云數(shù)據(jù)。

“我們?cè)诤芏嗍虑樯隙家蕾嚿汉鹘?，所以保護(hù)這些資源很重要，”伯利茲本地人、該論文的合著者埃米爾·切林頓說(shuō)。他是亨茨維爾阿拉巴馬大學(xué)的研究科學(xué)家，也是伯利茲可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)項(xiàng)目的共同研究員，該項(xiàng)目是美國(guó)宇航局利用地球觀測(cè)數(shù)據(jù)保護(hù)該國(guó)海洋生態(tài)系統(tǒng)的努力。“像這樣的研究為伯利茲政府提供了更多的工具來(lái)保護(hù)該國(guó)擁有的資源。

易于使用，易于理解

堅(jiān)硬的石珊瑚骨架形成了堡礁的結(jié)構(gòu)，使伯利茲的淺海水域保持平靜，并使海洋生物在那里茁壯成長(zhǎng)。珊瑚需要清澈的水和穩(wěn)定的溫度才能生長(zhǎng)。這兩個(gè)因素的變化都會(huì)影響生活在珊瑚中并提供食物的共生藻類(lèi)的生存。當(dāng)藻類(lèi)離開(kāi)或死亡時(shí)，珊瑚會(huì)失去顏色，這種現(xiàn)象稱(chēng)為漂白。珊瑚可以在這些條件下生存，但這些變化可能使其面臨更大的死亡風(fēng)險(xiǎn)。

為了收集大面積的水透明度和表面溫度數(shù)據(jù)，研究人員轉(zhuǎn)向了中分辨率成像光譜儀(MODIS)，該計(jì)由馬里蘭州格林貝爾特的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心開(kāi)發(fā)，并于2002年作為該機(jī)構(gòu)Aqua衛(wèi)星上的幾種儀器之一發(fā)射。除了從NASA獲得之外，MODIS圖像和數(shù)據(jù)集還可以在谷歌地球引擎上訪問(wèn)。

通過(guò)分析2002年至2022年收集的MODIS圖像，研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)脆弱性指數(shù)，該指數(shù)描述了伯利茲為保護(hù)生物多樣性而管理的海洋環(huán)境中珊瑚的風(fēng)險(xiǎn)。研究小組檢查了每個(gè)保護(hù)區(qū)的海面溫度，并根據(jù)平均值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值的低或高程度分配了一個(gè)從1到6的數(shù)字。他們對(duì)水的透明度做了同樣的事情。然后將 1 到 6 的評(píng)級(jí)結(jié)合起來(lái)得到珊瑚指數(shù)，從 2 到 12。數(shù)字越高意味著風(fēng)險(xiǎn)越大。

洪都拉斯港海洋保護(hù)區(qū)是伯利茲南部一個(gè)156平方英里(40，469公頃)的保護(hù)區(qū)，顯示出最高的珊瑚脆弱性得分：10分中的12分。根據(jù)該指數(shù)，該研究還將燕子島野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)，Sapodilla Cayes海洋保護(hù)區(qū)和科羅薩爾灣野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)標(biāo)記為關(guān)注領(lǐng)域。

該研究中的所有保護(hù)區(qū)都包含在伯利茲沿海地區(qū)管理計(jì)劃中，該計(jì)劃是指導(dǎo)伯利茲政府如何支持該國(guó)沿海地區(qū)可持續(xù)利用的框架。該國(guó)的沿海地區(qū)管理局和研究所負(fù)責(zé)實(shí)施和監(jiān)測(cè)管理伯利茲沿海水域的政策，并于2016年制定了最后一個(gè)計(jì)劃。這篇新論文以及通過(guò)美國(guó)宇航局地球應(yīng)用科學(xué)計(jì)劃贊助的其他以伯利茲為重點(diǎn)的研究將為目前正在修訂的下一個(gè)計(jì)劃提供信息，該研究的合著者兼管理當(dāng)局的沿海規(guī)劃師Samir Rosado說(shuō)。

“我們的很多文化認(rèn)同都來(lái)自海洋區(qū)域，”羅薩多說(shuō)。“這是一種自豪感 - 無(wú)論伯利茲人走到哪里，人們都知道珊瑚礁。

下一步是什么

脆弱性指數(shù)可用于世界各地的其他珊瑚礁系統(tǒng)，并且可以對(duì)其進(jìn)行修改以納入其他水變量，如酸度，該論文的主要作者，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究生Ileana Callejas說(shuō)。海洋酸度上升 - 由于水中溶解二氧化碳濃度增加而導(dǎo)致的氣候變化 - 威脅著珊瑚健康。

“我們?cè)噲D使數(shù)據(jù)和我們的方法盡可能容易獲得，”Callejas說(shuō)，他在JPL實(shí)習(xí)期間開(kāi)始了這項(xiàng)研究。“我們的主要目的是制作一個(gè)易于使用的工具包，該工具包將產(chǎn)生易于理解的索引，并可用于查看哪些海洋保護(hù)區(qū)可能需要更密切的關(guān)注。

雖然歷史記錄和傳統(tǒng)的乘船實(shí)地測(cè)試讓沿海管理當(dāng)局了解了最脆弱的地區(qū)，但衛(wèi)星可以照亮其他可能不太容易到達(dá)或成本更高的地點(diǎn)，野生動(dòng)物保護(hù)協(xié)會(huì)伯利茲國(guó)家計(jì)劃的共同作者兼主任Nicole Auil Gomez說(shuō)。

“在未來(lái)，在告訴我們更多關(guān)于我們已經(jīng)監(jiān)控的區(qū)域方面，它將變得更加有用，”她說(shuō)。“對(duì)于我們不監(jiān)控的區(qū)域，我們現(xiàn)在有一些工具可以了解更多信息。