بالنسبة لفريق من علماء الأحياء البحرية، فإن تقييم صحة آلاف الأمتار المربعة من الشعاب المرجانية قد يكون أمرًا شاقًا - ولكن رقمي يقول تيم لامونت ورينده تاليتا فيدا من جامعة لانكستر وتريس بلاندين رازاك من جامعة IPB في إندونيسيا إن الثورة تغير ذلك.
غالبًا ما يتعين علينا مراقبة بعض أكثر النظم البيئية المتنوعة بيولوجيًا على الكوكبوهناك حد زمني صارم بسبب قواعد السلامة المرتبطة بالغوص.
إن قياس وتصنيف حتى المناطق الصغيرة من الشعاب المرجانية بدقة قد يتطلب قضاء ساعات طويلة تحت الماء. ومع وجود ملايين الشعاب المرجانية حول العالم التي تحتاج إلى المراقبة في مواجهة الكوارث التي تلوح في الأفق، التهديدات التي تواجه وجودهمالسرعة أمر بالغ الأهمية.
ولكن الآن ، أ رقمي قد تكون ثورة مراقبة الشعاب المرجانية جارية، بفضل التطورات الأخيرة في تكنولوجيا الكاميرات والحوسبة منخفضة التكلفة. دراسة جديدة يوضح كيفية إنشاء ثلاثي الأبعاد الكمبيوتر نماذج للشعاب المرجانية بأكملها - والمعروفة أحيانًا باسم رقمي إن استخدام الأقمار الصناعية والرادار والرادار التوأمي – يمكن أن يساعدنا في مراقبة هذه الأنظمة البيئية الثمينة بشكل أسرع وأكثر دقة وبتفاصيل أكبر من أي وقت مضى.
لقد عملنا في 17 موقعًا للدراسة في وسط إندونيسيا - كانت بعض الشعاب المرجانية متدهورة، وكانت أخرى سليمة أو تم ترميمها. لقد اتبعنا نفس البروتوكول في مناطق مستطيلة تبلغ مساحتها 1,000 متر مربع في كل موقع، باستخدام تقنية تسمى "التصوير الفوتوغرامتري" لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد لكل موطن للشعاب المرجانية.
قام أحدنا بالغوص والسباحة على ارتفاع مترين فوق الشعاب المرجانية ذهابًا وإيابًا في نمط "جزازة العشب" عبر كل متر مربع من هذه الشعاب المرجانية، بينما كان يحمل كاميرتين تحت الماء مبرمجتين لالتقاط صور لقاع البحر مرتين في الثانية. في غضون نصف ساعة فقط، التقطنا 2 صورة عالية الدقة ومتداخلة غطت المنطقة بأكملها.
كمبيوتر عالي الأداء
في وقت لاحق، قمنا بتشغيل نظام تشغيل عالي الأداء الكمبيوتروبمساعدة خبراء متخصصين من شركة متخصصة في تكنولوجيا العلوم تحت الماء تسمى تريتونيا العلميةلقد قمنا بمعالجة هذه الصور وتحويلها إلى تمثيلات ثلاثية الأبعاد دقيقة لكل من المواقع السبعة عشر. وتتفوق النماذج الناتجة على طرق المراقبة التقليدية من حيث السرعة والتكلفة والقدرة على إعادة إنتاج القياسات الدقيقة باستمرار.
تطبق ورقتنا البحثية هذه التقنية لتقييم نجاح أكبر مشروع لاستعادة الشعاب المرجانية في العالم. الشعاب المرجانية في المريخ مشروع الترميم تقع في جزيرة بونتوسوا في أرخبيل سبيرموندي في جنوب سولاويزي، إندونيسيا.
وتظهر نتائجنا أنه عندما تتم إدارتها بشكل جيد، فإن جهود استعادة الشعاب المرجانية يمكن أن تعيد العديد من العناصر، بما في ذلك تعقيد بنية الشعاب المرجانية عبر مناطق واسعة.
من خلال مقارنة النماذج ثلاثية الأبعاد، يمكننا رؤية مدى تعقيد بنية سطح الشعاب المرجانية وقياس تفاصيلها بمقاييس مختلفة - ستكون هذه الجوانب صعبة للغاية بالنسبة للغواصين لقياسها بدقة تحت الماء.
في وقت سابق 2024 الدراسةقام فريقنا بتطبيق التصوير الفوتوغرامتري لقياس معدلات نمو المرجان على مستوى المستعمرات الفردية. من خلال التقاط نماذج ثلاثية الأبعاد مفصلة قبل وبعد عام من النمو، لقد كشفنا أن يمكن للشعاب المرجانية المستصلحة أن تحقق معدلات نمو مماثلة للنظم البيئية الطبيعية الصحية.
ويعد هذا الاكتشاف ذا أهمية خاصة، لأنه يسلط الضوء على إمكانية تعافي الشعاب المرجانية المستصلحة ووظيفتها على نحو مماثل لبيئات الشعاب المرجانية غير الملوثة.
ما وراء الشعاب المرجانية
أصبحت التصوير الفوتوغرافي أداة معتمدة على نطاق واسع في مختلف المجالات، سواء على الأرض وفي المحيطوإلى جانب الشعاب المرجانية، يتم استخدامها لمراقبة الغابات باستخدام الطائرات بدون طيار، وتطوير نماذج تفصيلية للتخطيط المعماري والحضري، ومراقبة تآكل التربة وتغيرات المناظر الطبيعية.
في البيئات البحرية، تعد التصوير الضوئي أداة قوية للمراقبة والقياس التغيرات البيئية مثل الاختلافات في الغطاء المرجاني، والتحولات في تنوع الأنواع والتغييرات في بنية الشعاب المرجانية. كما تم استخدامها لتطوير طرق فعالة من حيث التكلفة لقياس خشونة الشعاب المرجانية (النتوءات أو ملمس سطح الشعاب المرجانية).
تشير الخشونة الأكبر عمومًا إلى موائل أكثر تعقيدًا، والتي يمكن أن تدعم مجموعة أكبر من الحياة البحرية وتعكس أنظمة الشعاب المرجانية الأكثر صحة.
بالإضافة إلى ذلك، فهو يقيس مدى تعقيد الأشكال والهياكل المختلفة داخل الشعاب المرجانية. وتوفر هذه الأساليب خطوطًا أساسية حاسمة تساعد العلماء مثلنا في تتبع التغيرات بمرور الوقت وتصميم استراتيجيات فعالة للحفاظ على البيئة.
وعلى الرغم من أن هذه الطريقة أرخص وأسرع من العمل الميداني التقليدي، إلا أن هناك عوائق مالية كبيرة.
التكاليف والتدريب
قد تتراوح تكلفة المعدات والبرامج اللازمة بين عدة آلاف إلى عشرات الآلاف من الدولارات، وذلك اعتمادًا على المعدات والبرامج المحددة المستخدمة، ويستغرق إتقان هذه التقنيات بعض الوقت. وقد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تصبح هذه الأساليب قياسية بالنسبة لمعظم علماء الأحياء الميدانيين.
إلى جانب مراقبة الشعاب المرجانية، يتم استخدام التصوير الفوتوغرامتري بشكل متزايد في الواقع الافتراضي وتطوير الواقع المعزز، مما يتيح إنشاء بيئات غامرة وواقعية للتعليم والترفيه والبحث.
على سبيل المثال، الوكالة الأمريكية للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الشعاب المرجانية الواقع الافتراضي يقدم طريقة جذابة لاستكشاف الشعاب المرجانية من خلال الواقع الافتراضي.
في المستقبل، قد تعمل تقنية التصوير الفوتوغرامتري على إحداث ثورة في مراقبة البيئة من خلال تقديم خطوط أساسية وتقييمات أسرع وأكثر دقة للتغيرات في النظام البيئي مثل تبييض المرجان وتحولات التنوع البيولوجي.
ومن المتوقع أن يؤدي التقدم في مجال التعلم الآلي والحوسبة السحابية إلى أتمتة وتعزيز التصوير الفوتوغرافي، وزيادة إمكانية الوصول إليه وقابلية تطويره، وترسيخ دوره كأداة أساسية في علم الحفاظ على البيئة.
ليس لديك الوقت الكافي للقراءة عن تغير المناخ بقدر ما تريد؟ احصل على تقرير أسبوعي في بريدك الوارد بدلاً من ذلك. كل يوم أربعاء، يكتب محرر البيئة في The Conversation "تخيل"، وهي رسالة بريد إلكتروني قصيرة تتعمق قليلاً في مناخ واحد فقط قضية. انضم إلى أكثر من 35,000 قارئ اشتركوا حتى الآن.
تيم لامونت هو زميل باحث في علم الأحياء البحرية في جامعة لانكستر; رينده تاليتا فيدا مرشح للحصول على درجة الدكتوراه في مركز البيئة، جامعة لانكسترو محاولات بلاندين رزاق هو باحث في مدرسة استعادة الشعاب المرجانية، جامعة IPB
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة بموجب رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
أيضا على ديفرنيت: ما الذي يتطلبه الأمر لكي يبقى المرجان على قيد الحياة؟, الشعاب المرجانية في العالم أكبر مما كنا نعتقد.., تظهر الشعاب المرجانية النائية في المحيط الهادئ بعض القدرة على التكيف مع ارتفاع درجة حرارة المحيطات, تحطم المرجان: هل يمكن إنقاذ الشعاب المرجانية لدينا؟
