שימוש בלוויינים וב-AI גיאו־מרחבי להנחיית הגנה על שוניות האלמוגים בקריביים

האיים הקאריביים – פסיפס של אומות איים וכלכלות מתפתחות – מסתמכים רבות על מערכות אקולוגיות של אלמוגים. שוניות האלמוגים באזור זה וברחבי העולם מצויות תחת איום, וכעת משתמשים מדענים במודל תלת־ממדי מבוסס בינה מלאכותית – תאום דיגיטלי סביבתי – כדי להגן על משאב חיוני זה.

שוניות האלמוגים הססגוניות, השופעות חיים ימי אקזוטי, הן מוקד עיקרי לתעשיית התיירות הקאריבית בשווי של 50 מיליארד דולר. בתי הגידול העדינים הללו גם מספקים ביטחון תזונתי ל-43 מיליון תושבי האזור. מנגרובים מספקים הגנה מפני סופות טרופיות ההולכות ומתחזקות – ומגינות על כבישים, חוות, מרינות ומלונות.

מאז שנות ה־50 כיסוי האלמוגים החיים צנח ב-50% לפחות, ויותר מ־63% מהמגוון הביולוגי הנלווה לשוניות נפגע אף הוא. עם זאת, אלמוגים הראו עמידות מפתיעה, במיוחד כשהממשלות וגורמי התעשייה מאמצים צעדים של פיתוח בר־קיימא.

“שימור אינו משימה פשוטה,” אמר סטיב שיל, מדען נתונים גיאו־מרחבי עם ניסיון של 23 שנה בקריביים. “זו בעיה מאוד מורכבת, ויש לה קשר הדוק להתנהגות אנושית.”

שיל, שמוביל את פעילות המחקר של The Nature Conservancy (TNC) בקריביים, מציין שהפתרון מתחיל במיפוי מלא. הוא וצוותו פיתחו תאום דיגיטלי סביבתי המציג תמונה מדויקת ועשירה בנתונים של כל מערכת שונית באזור. המערכת משלבת טכנולוגיית GIS עם נתוני חישה מרחוק מלוויינים, רחפנים, מטוסים ומצלמות תת־ימיות – לצורך מיפוי מפורט של שוניות, מנגרובים ועשב ימי.

בנוסף, התאום הדיגיטלי מאפשר הסתכלות רחבה על הקשרים הסביבתיים בין אזורי מים רדודים – ומסייע לזהות את מצבם, המיקום המדויק שלהם והשינויים לאורך זמן. זו תובנה חיונית לניהול אדפטיבי אפקטיבי.

תאום דיגיטלי סביבתי: היכן שהמים פוגשים את היבשה

תאומים דיגיטליים – ייצוגים וירטואליים של מערכות מורכבות – משמשים בתעשיות רבות, כגון ייצור, תשתיות, תעופה וערים. עתה הם נכנסים גם לעולמות השימור והאקולוגיה.

המודל הקריבי שיצרה TNC מכסה מעל 200,000 קמ"ר של אזורי מים רדודים. מדובר בפסיפס של כ-35,000 תמונות לוויין – כל אחת בגודל של 150 קמ"ר – שנבחרו לאחר סינון מדוקדק לאזורים נטולי עננות, גלי אור נמוכים ותאורה אחידה.

התוצאה: מערכת צבעונית וחדה עם נתונים שמאפשרים לראות פרטים כמו צפיפות מנגרובים, מבנה שוניות, עכירות מים, קיום אצות ועוד. נתונים אלה משמשים לזיהוי אזורים מתפקדים היטב לעומת אזורים בסיכון.

הדמיות יומיות מגיעות ממערך הלוויינים של חברת Planet Labs. לוויינים חדשים מסוג Tanager מצוידים במצלמות היפרספקטרליות עם מאות ערוצים – חשובים במיוחד למעקב מדויק אחרי גזי חממה, בריאות הצמחייה ומינים ביולוגיים.

ראייה מקרוב ומרחוק: שילוב בין נתוני שדה ודימות מהאוויר

לוויינים ובינה מלאכותית מספקים סקירה רחבה, אך מדענים שומרי טבע עדיין נדרשים לנתוני שדה מדויקים. שילוב בין מדידות שדה לתמונות לוויין הוא הכרחי כדי להגיע לרמת אמינות גבוהה במפות.

צוות TNC מבצע עבודת שדה רחבה בשיתוף גופים מקומיים. טיסות רחפנים מספקות מבט קרוב על הדפוסים שנקלטו מלמעלה. מצלמות תת־ימיות עם GPS מתעדים אזורי הלבנת אלמוגים. הנתונים משולבים עם מפות GIS לקבלת תמונה מקיפה.

באמצעות שילוב זה אפשר לבנות מודלים של התפשטות אלמוגים, לזהות אזורי בעיה כמו שוניות מדולדלות לאחר סופות, ולחזות השפעות של פעילות אנושית בעזרת מודלים מבוססי AI על גבי נתוני ArcGIS.

מאגר משותף מאיץ את השימור באיי הקריביים

במדינות דלות משאבים, שימור לא תמיד נמצא בראש סדר העדיפויות. אולם כלים חדשניים – כמו Nature Bonds של TNC – מאפשרים גיוס הון לפעולות שימור לאומיות. לדוגמה, ברבדוס קיבלה מימון של 50 מיליון דולר כדי לשמר 30% מהשטח הימי שלה ב־15 השנים הקרובות.

תכנון מרחבי ימי הפך לכלי מרכזי ברחבי העולם לקידום שמירה על הים. מטרתו לעזור למדינות להשיג את יעד 30×30 במסגרת אמנת הביולוגיה הגלובלית של קונמינג-מונטריאול.

שיתוף נתונים הוא מרכיב מכריע. שיל מציין:

“יצרנו הרבה נתונים לאורך השנים, ואנו משתמשים בטכנולוגיות של Esri כדי להנגיש את הנתונים האלו לעולם.”

ה Atlas המדעי של הקריביים מבית TNC כולל מאות מפות, אפליקציות ושכבות מידע – שנאספו, נוהלו ונשמרו במערכת GIS – לתמיכה ביוזמות פיתוח בר־קיימא.

פתרונות ויזואליים שמגנים על חיי אדם ופרנסה

GIS מספק דרך אפקטיבית להציג ניתוחים מדעיים בצורה חזותית, נגישה וברורה למקבלי החלטות.

כשארגון הצלב האדום בג'מייקה רצה להפנות כספים לאזור Old Harbour Bay, אחד האזורים הרגישים ביותר בסכנת שיטפונות, הם חברו ל-TNC. שיל וצוותו מיפו מבנים, דרכים, מערכות ניקוז, שוניות ומנגרובים, כדי להעריך את הסיכון ולזהות אזורי השקעה יעילים.

באמצעות שכבות מידע הכוללות צפיפות אוכלוסייה ודמוגרפיה, הצליחו לחשב את האזורים החשופים ביותר. המפה שיצרו הייתה בסיס לקבלת החלטה מבוססת נתונים היכן כדאי להשקיע בשיקום טבעי.

בדומיניקה, סופות עזות גרמו לנזקים כבדים. כריתת יערות העלתה את הסיכון להצפות. במקום להמתין לסופה הבאה עם מדי זרימה מסורתיים – נעשה שימוש במודלים מבוססי לוויין ורחפנים לזיהוי מהיר של אזורי סיכון.

“המטרה היא לצמצם נזקי הצפות ולזהות אזורים שראוי לשקם אותם,” אמר שיל.

פתרונות מבוססי טבע – כמו נטיעת מנגרובים ובניית תשתיות ירוקות – הם לרוב זולים וברי־קיימא יותר מתשתיות בטון.

12 מדינות באיים הקריביים – כולל ג'מייקה, גרנדה, אנטיגואה והבהאמס – התחייבו לשמור על 30% מהאוקיינוס והשטח היבשתי שלהן עד שנת 2030. התאומים הדיגיטליים הגיאו־מרחביים מסייעים להן לזהות היכן כדאי להגן.

“לא נוותר על היעדים האלו,” אמר שיל. “המדינות קבעו לעצמן סדר יום שאפתני – והן מבינות שהגנה על הים שווה גם כלכלית.”

ככל שהשנים חולפות, מפות ולוחות מחוונים עוקבים אחרי ההתקדמות. אחוזי השטח המוגן עולים, ולחץ חברתי בין מדינות מסייע להאיץ את הקצב.

כלי כמו Marxan משמשים לזיהוי אזורים עם פוטנציאל השפעה גבוה. כל מדינה מתמקדת באסטרטגיה משלה, וה-TNC מסייעת בהתאמת המידע לצרכים.

מאז 2008 כמעט הוכפל כיסוי האזורים המוגנים. מעל חצי מהמנגרובים ברמת הגנה, וכרבע מהשוניות. ברפובליקה הדומיניקנית, מעל 50% מהשוניות ו־80% מהמנגרובים מוגנים. סנט קיטס ונוויס הכריזו על תוכנית ימית לאומית מלאה.

קרן המגוון הביולוגי הקריבית מעניקה מימון מתמשך לשימור בתי גידול קריטיים.