Группа исследователей впервые провела глобальный анализ распространения прибрежных зон осушки. В ходе комплексного изучения более чем 700 тысяч разновременных снимков ученые выявили снижение площадей прибрежных зон на 16 процентов за период с 1984 по 2016 год.
Прибрежные зоны осушки (литорали) — это естественные границы между морем и сушей, которые защищают побережье от разрушительного воздействие моря, в первую очередь — от сильных штормов. Активное освоение береговой линии в некоторых регионах мира влечет за собой уничтожение многих прибрежных экосистем. Однако отследить глобальные тенденции деградации зон осушки и предпринять какие-то действия по их сохранению до сих пор не представлялось возможным. Проблема состояла в невозможности точно идентифицировать литорали по данным дистанционного зондирования. Ведь речь идет о территориях, которые регулярно затапливаются приливами — по одному космическому снимку нельзя с высокой точностью определить площадь и ширину зоны осушки.
Поэтому команда ученых под руководством Николаса Мюррея (Nicholas J. Murray) приняла решение подойти к решению этой проблемы комплексно, проанализировав более 700 тысяч разновременных космических снимков спутниковой системы Landsat четырех поколений за период с 1984 по 2016 год. Так как снимки брались за разное время, проблемы невозможности идентификации удалось избежать, сопоставив снимки одной и той же территории в специализированном картографическом ПО. Для выделения зон литорали исследователями была создана обучающая выборка по пикселям высокого разрешения (30 метров — пространственное разрешение снимков Landsat последнего поколения), в которую вошли три основных класса: «постоянные воды», «зона осушки», «другие». В создании выборки ученые задействовали более 10 тысяч пикселей с разными характеристиками, каждому из которых была присвоена принадлежность к одному из трех классов. Также в машинный классификатор, создававший карту на основе обучающей выборки, ученые внесли данные цифровых моделей рельефа. Это позволило учесть фактор высоты: исключены пиксели со значением высоты более 100 метров, а также пиксели с высотой менее −100 метров — они автоматически были классифицированы как суша и как постоянные воды соответственно. Кроме того, ученые ограничили область исследования шестидесятым градусом северной и южной широты для исключения ошибок, связанных с неправильной классификацией пикселей в полярных областях. После создания классификации ученые провели многочисленные ее тестирования, создав более 1300 проверочных выборок. Их создавали три независимых аналитика по всем доступным данным съемочной системы Landsat. В итоге стандартный метод проверки достоверности карт, созданных по данным дистанционного зондирования, показал, что созданная классификация имеет точность около 82,3 процентов.
Результаты классификации показали, что не менее 127 тысяч квадратных километров побережий занимают литорали. При этом почти половина от всей площади (44 процента) приходится на Азию (наибольшие площади — в Индонезии и Китае). Также обширные территории зоны осушки занимают в Бразилии, Северной Америке и Австралии. Все эти страны проводят активное освоение прибрежных зон, что крайне негативно влияет на состояние местных экосистем. Проведя временной анализ снимков на те регионы, для которых были доступны данные за весь период (1984 — 2016 года), ученые рассчитали, что площади литоралей по всему миру уменьшились более чем на 16 процентов (около 20 тысяч квадратных километров за 33 года). В среднем это около снижение площади всех зон осушки в мире на 0,55 процента в год. Такое снижение площади литоралей, согласно расчетам исследователей, влечет за собой деградацию экосистем прибрежных водорослей (1,26 процента в год) и мангровых лесов (один процент в год).
Исследователи надеются, что полученные ими результаты и продемонстрированные возможности по мониторингу и изучению деградации зон осушки помогут в улучшении защиты местных экосистем, а также что со временем это снизит тенденции по снижению их площадей.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Автор: Пётр Кузнеченко