Integration of Remote Sensing and In Situ Ecology for the Design and Evaluation of Marine-Protected Areas

2011 ◽  
pp. 245-280 ◽  
Author(s):  
Alan Friedlander ◽  
Lisa Wedding ◽  
Jennifer Caselle ◽  
Bryan Costa
Keyword(s):  
Remote Sensing ◽  
Protected Areas ◽  
Marine Protected Areas

scholarly journals The use of remote sensing for monitoring Posidonia oceanica and Marine Protected Areas: A systemic review

2020 ◽  
Vol 31 (2) ◽  
pp. 1
Author(s):  
Luca Appolloni ◽  
Elvira Buonocore ◽  
Giovanni Fulvio Russo ◽  
Pier Paolo Franzese
Keyword(s):  
Remote Sensing ◽  
Protected Areas ◽  
Marine Protected Areas ◽  
Posidonia Oceanica ◽  
Systemic Review

Υπολογιστική διερεύνηση ροϊκού πεδίου τεχνητών υφάλων με παράλληλη διερεύνηση της θαλάσσιας θερμοκρασίας στην παράκτια ζώνη από in-situ και δορυφορικές μετρήσεις

2020 ◽  
Author(s):  
Δημήτριος Ανδρουλάκης
Keyword(s):  
Surface Temperature ◽  
Sea Surface Temperature ◽  
Protected Areas ◽  
Marine Protected Areas ◽  
Sea Surface ◽  
Wake Region

Η παράκτια ζώνη προσφέρει ζωτικής σημασίας πεδίο ανθρώπινων δραστηριοτήτων εξυπηρετώντας πλήθος διαδραστικών με το περιβάλλον πρακτικών, όπως, την εξασφάλιση τροφής μέσω αλιευμάτων, την παροχή διόδων εμπορικών και πολιτισμικών συναλλαγών μέχρι και την πρόσφατη εκμετάλλευση της για λόγους αναψυχής. Στα ούτως ή άλλως έντονα φυσικά φαινόμενα που χαρακτηρίζουν την παράκτια ζώνη, καθώς αποτελεί τον χώρο του θαλάσσιου περιβάλλοντος που έρχεται σε άμεση επαφή με την χέρσο, προστίθενται έντονα τις τελευταίες δεκαετίες και οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Μία από αυτές τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες που επιβαρύνουν την παράκτια ζώνη, αποτελεί και η πρόσφατη ανάπτυξη της κατάδυσης αναψυχής και του καταδυτικού τουρισμού. Ως μέτρο αντιμετώπισης του παραπάνω προβλήματος αλλά και σαν πρόταση αειφόρου ανάπτυξης της παράκτιας ζώνης, αναπτύχθηκε η Τεχνολογία Τεχνητών-Υφάλων-ΕΛΚΕΘΕTM. Αυτοί οι τεχνητοί ύφαλοι (ΤΥ) προσβλέπουν στην κατασκευή ενδιαιτημάτων που μιμούνται αισθητικά τα τοπικά φυσικά ενδιαιτήματα (εν προκειμένω, τον φυσικό πετρώδη Μεσογειακό βράχο/ύφαλο) και λειτουργούν ως πόλος έλξης θαλάσσιων οργανισμών, με στόχο την προσέλκυση δυτών αναψυχής. Αποσυμφορώντας, κατ’ αυτό τον τρόπο, περιοχές φυσικού ενδιαφέροντος ή/και θαλάσσιες προστατευμένες περιοχές (Marine Protected Areas-MPAs) με την δημιουργία καταδυτικών περιοχών/πάρκων σε κοντινές τους περιοχές. Την πόντιση 12 τέτοιων μονάδων ΤΥ στο Υποθαλάσσιο Βιοτεχνολογικό Πάρκο Κρήτης (ΥΒΠΚ) το 2015, ακολούθησε η παρακολούθηση και αξιολόγηση τους. Μέρος αυτής της διαδικασίας αποτελεί και η παρούσα διερεύνηση προς εξακρίβωση εάν η Υπολογιστική Ρευστοδυναμική αποτελεί κατάλληλο εργαλείο σχεδιασμού και αξιολόγησης ΤΥ. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά που υπαγορεύουν την λειτουργικότητα, συνεπώς και την επιτυχία, της εγκατάστασης ΤΥ θεωρείται το ροϊκό τους πεδίο και η αλληλεπίδραση τους με τα θαλάσσια ρεύματα. Η εκτροπή της προσπίπτουσας σε έναν ΤΥ ροής, είναι αυτό που του προσδίδει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά της ανοδικής (upwelling) ανάντη ροής και την δημιουργία της κατάντη ζώνης σκίασης (wake region). Έτσι εξασφαλίζεται η επαναιώρηση του ιζήματος και των θρεπτικών συστατικών του πυθμένα, για να ευδοκιμήσει η ύπαρξη στατικών επικαθήμενων και κινητικών βενθικών οργανισμών στους υφάλους. Αυτοί οι οργανισμοί θα προσελκύσουν μεγαλύτερους οργανισμούς (ψάρια κ.α.), οι οποίοι εκμεταλλευόμενοι την wake region κατάντη ενός TY (ζώνη με τιμές ταχύτητας ροής < 0.35 m/s) θα συναθροιστούν, για να ξεκουραστούν/προφυλαχθούν από τα θαλάσσια ρεύματα και τους μεγαλύτερους θηρευτές ή για να βρουν καταφύγια για εποίκηση και αναπαραγωγή. Στην παρούσα μελέτη, τα τρισδιάστατα σαρωμένα πλέγματα των ΤΥ υπόκεινται σε υπολογιστικές προσομοιώσεις και αποτυπώνονται όλα τα επιθυμητά ροϊκά τους χαρακτηριστικά. Παρόλο που η διαστασιολόγηση των προσομοιώσεων δεν είναι υπό κλίμακα και οι συγκεκριμένοι ΤΥ είναι πολύπλοκες κατασκευές μορφολογικά, τα αποτελέσματα είναι αντίστοιχα με αυτά προηγούμενων υπό κλίμακα μελετών που περιλαμβάνουν ΤΥ απλούστερης γεωμετρίας (π.χ. κύβους). Η Θαλάσσια Επιφανειακή Θερμοκρασία (Sea Surface Temperature - SST), συμπεριλαμβανομένης και αυτής της παράκτιας ζώνης, θεωρείται ζωτικής σημασίας παράμετρος του κλιματικού συστήματος. Η SST ελέγχει σε μεγάλο βαθμό την ατμοσφαιρική απόκριση στον ωκεανό τόσο σε μετεωρολογικές όσο και σε κλιματικές χρονικές κλίμακες και ασκεί σημαντική επιρροή στις ανταλλαγές ενέργειας, ορμής και αερίων μεταξύ του ωκεανού και της ατμόσφαιρας. Υπ’ αυτό το πρίσμα, στην παρούσα Διατριβή, έγινε μία σύγκριση μετρήσεων SST από τους δορυφόρους Aqua και Terra της NASA, με μετρήσεις από in situ όργανα που έχουν εγκατασταθεί στο ΥΒΠΚ, για να διερευνηθεί η καταλληλότητα μιας τέτοιας in situ χρονοσειράς προς έλεγχο (validation) δορυφορικών μετρήσεων. Για να επιτευχθεί ασφαλώς κάτι τέτοιο, υποδομές όπως αυτές του ΥΒΠΚ, με την βελτίωση τόσο της ακρίβειας όσο και του υπολογισμού της αβεβαιότητας των μετρήσεων τους, πρέπει να δημιουργηθούν και να διασφαλιστεί η απρόσκοπτη και συνεχής λειτουργία τους. Επιπλέον, μελετάται η επίδραση της χέρσου στην ποιότητα και την ακρίβεια των δορυφορικών τιμών SST μέσω της σύγκρισης δυο γειτονικών κελιών μέτρησης των δορυφόρων. Με την παρούσα παράλληλη διερεύνηση της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής και της θερμοκρασιακής παρακολούθησης καταδεικνύεται η προτεινόμενη μεθοδολογία για αντίστοιχες παράκτιες, και όχι μόνο, εφαρμογές. Πιο συγκεκριμένα, η θερμοκρασία και τα υποθαλάσσια ρεύματα χαρακτηρίζονται ως βασικές φυσικές παράμετροι που μπορεί να καθορίσουν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά τεχνητών υφάλων. Συνεπώς, η παρακολούθηση αυτών των φυσικών παραμέτρων πρέπει να εφαρμόζεται τόσο κατά την λειτουργία αντίστοιχων ποντισμένων κατασκευών (προς αξιολόγηση τους), όσο και προηγούμενα δεδομένα παρακολουθήσεων πρέπει να λαμβάνονται υπ’ όψη στο σχεδιασμό των κατασκευών. Συγκρίνοντας δορυφορικά δεδομένα με αντίστοιχα in-situ, στην παρούσα Διατριβή και για την συγκεκριμένη περιοχή μελέτης, βάσει της ταύτισης των συγκριτικών τους στατιστικών θα μπορούν πλέον να χρησιμοποιούνται δορυφορικές χρονοσειρές προγενέστερες της εγκατάστασης των in-situ αισθητήρων με στόχο μία πιο διευρυμένη αποτύπωση των τοπικών φυσικών χαρακτηριστικών. Ή ακόμα να γίνει χρήση δορυφορικών χρονοσειρών για την εκτίμηση επιθυμητών φυσικών παραμέτρων και σε άλλες υποψήφιες παρόμοιες παράκτιες περιοχές εγκατάστασης αντίστοιχων κατασκευών όπου δεν υπάρχουν in-situ χρονοσειρές. Τελικά, αυτή η παρακολούθηση/εκτίμηση των τοπικών φυσικών παραμέτρων είναι που θα επιτρέψει στην αειφόρο σχεδίαση παράκτιων έργων υποδομής, συνυπολογίζοντας τις κατά τόπους γεωμορφολογικές και φυσικές/περιβαλλοντικές ιδιαιτερότητες και μεταβολές, ώστε να συντείνουν αμοιβαία στην Ολιστική Διαχείριση της Παράκτιας Ζώνης μίας περιοχής.

scholarly journals Coral Reef Mapping with Remote Sensing and Machine Learning: A Nurture and Nature Analysis in Marine Protected Areas

2021 ◽  
Vol 13 (15) ◽  
pp. 2907
Author(s):  
Camila Brasil Louro da Silveira ◽  
Gil Marcelo Reuss Strenzel ◽  
Mauro Maida ◽  
Ana Lídia Bertoldi Gaspar ◽  
Beatrice Padovani Ferreira
Keyword(s):  
Machine Learning ◽  
Remote Sensing ◽  
Coral Reefs ◽  
Protected Areas ◽  
Marine Protected Areas ◽  
Distribution Model ◽  
Support Vector ◽  
Landsat 8 ◽  
Human Use ◽  
The Impact

Mapping habitats is essential to assist strategic decisions regarding the use and protection of coral reefs. Coupled with machine learning (ML) algorithms, remote sensing has allowed detailed mapping of reefs at meaningful scales. Here we integrated WorldView-3 and Landsat-8 imagery and ML techniques to produce a map of suitable habitats for the occurrence of a model species, the hydrocoral Millepora alcicornis, in coral reefs located inside marine protected areas in Northeast Brazil. Conservation and management efforts in the region were also analyzed, integrating human use layers to the ecological seascape. Three ML techniques were applied: two to derive base layers, namely geographically weighted regressions for bathymetry and support vector machine classifier (SVM) for habitat mapping, and one to build the species distribution model (MaxEnt) for Millepora alcicornis, a conspicuous and important reef-building species in the area. Additionally, human use was mapped based on the presence of tourists and fishers. SVM yielded 15 benthic classes (e.g., seagrass, sand, coral), with an overall accuracy of 79%. Bathymetry and its derivative layers depicted the topographical complexity of the area. The Millepora alcicornis distribution model identified distance from the shore and depth as topographical factors limiting the settling and growth of coral colonies. The most important variables were ecological, showing the importance of maintaining high biodiversity in the ecosystem. The comparison of the habitat suitability model with species absence and human use maps indicated the impact of direct human activities as potential inhibitors of coral development. Results reinforce the importance of the establishment of no-take zones and other protective measures for maintaining local biodiversity.

scholarly journals Spearfishing promotes a timidity syndrome and increases the safe operating distances in fish

2017 ◽  
Author(s):  
Valerio Sbragaglia ◽  
Lorenzo Morroni ◽  
Lorenzo Bramanti ◽  
Boris Weitzmann ◽  
Robert Arlinghaus ◽  
...  
Keyword(s):  
Protected Areas ◽  
Marine Protected Areas ◽  
Behavioral Effects ◽  
Learning Mechanisms ◽  
Landscape Of Fear ◽  
Coastal Fish ◽  
In The Wild ◽  
Individual Size ◽  
Safe Operating

ABSTRACTIn a landscape of fear, humans are altering key behaviors expressed by wild-living animals, including those related to foraging, reproduction and survival. When exposed to potentially lethal human actions, such as hunting or fishing, fish and wildlife is expected to behaviorally respond by becoming more timid, but proving such responses underwater in the wild has been challenging. Using a rich dataset collected in situ, we provide evidence of spearfishing-induced behavioral effects in five coastal fish species using the flight initiation distance (FID) as a proxy of predator avoidance and boldness. We document that spearfishing promotes a timidity syndrome (i.e., an increase of the average timidity of harvested populations) and that the wariness of prey’s wariness is influenced by individual size, level of protection offered through marine protected areas and the ability to recognize the risk posed by underwater human predators. In particular, we show that changes in the appearance of the observer (spearfisher vs. snorkeler) modulate the risk perception among the exploited species, and these differences are more evident outside marine protected areas where spearfishing is allowed. We also detected a positive correlation between FID and fish size, with larger specimens (that are more likely targets of spearfishers) revealing larger FID. The behavioral effects were most clearly expressed in the most heavily exploited species and declined towards the less desired and less targeted ones, which may be a result of learning mechanisms and plasticity and/or fisheries-induced evolution of timidity. Our study reveals a trade-off where intensive spearfishing negatively affects future spearfishing success through behavior-based alteration of catchability. Either rotating harvest or implementation of mosaics of protected and exploited areas might be needed to manage spearfishing-induced timidity in exploited stocks.

Characterising essential breeding habitat for whales informs the development of large-scale Marine Protected Areas in the South Pacific

2016 ◽  
Vol 548 ◽  
pp. 263-275 ◽  
Author(s):  
RE Lindsay ◽  
R Constantine ◽  
J Robbins ◽  
DK Mattila ◽  
A Tagarino ◽  
...  
Keyword(s):  
Protected Areas ◽  
Marine Protected Areas ◽  
Large Scale ◽  
South Pacific ◽  
Breeding Habitat ◽  
The South
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document