Новый метод картирования ключевого источника пищи для гризли: черники
Гризли зависят от черники как от критически важного источника пищи для накопления жира перед зимней спячкой. В пик созревания ягод в середине июля они составляют около половины рациона сотен гризли, обитающих в окрестностях национального парка Глейшер в Монтане.
Несмотря на важность черники для гризли, внесённых в список находящихся под угрозой исчезновения в 48 смежных штатах, не существует комплексного способа определить, где кустарники расположены на обширной территории парка. Отслеживание текущего распространения растений черники и прогнозирование их возможного перемещения из-за изменения климата помогло бы биологам предсказать, где также будут находиться гризли.
Исследователи из Вашингтонского университета и Геологической службы США разработали метод картирования распространения черники в национальном парке Глейшер с использованием общедоступных спутниковых снимков. Новый метод описан в недавней статье в International Journal of Remote Sensing.
«Идея исследования заключалась в картировании участков черники для выявления и защиты районов с наилучшей средой обитания гризли. Гризли зависят от черники как от основного источника пищи в конце лета, а её распространение может меняться с изменением климата», — сказала ведущий автор Кэролайн Шорс.
Растения черники также являются важным культурным и экономическим ресурсом для людей, особенно для коренных общин США и Канады. Учитывая значимость этого растения, биологам необходимо уметь картировать и оценивать изменения в его распространении, чтобы научиться его сохранять, отметила старший автор Табита Грейвс.
«Этот инструмент будет объединён с будущими моделями сроков и продуктивности ягод, чтобы информировать менеджеров о вариантах защиты пищи для медведей, птиц, опылителей, мелких млекопитающих и людей», — сказала Грейвс.
Хотя национальный парк Глейшер использовался в качестве испытательной площадки, этот подход можно применять по всему миру для картирования других важных кустарниковых и древесных сообществ или отслеживания прогрессирования болезней и вспышек насекомых.
Исследовательская группа использовала спутниковые и аэрофотоснимки из двух источников — изображения Landsat от NASA и Национальной программы сельскохозяйственной съёмки Министерства сельского хозяйства США — для изучения характерных особенностей растений черники, которые каждую осень приобретают ярко-красный цвет. Этот яркий отличительный цвет позволяет сезонно выделять их среди других растений.
Спутники Landsat делают регулярные снимки поверхности Земли с разрешением до 30 метров на протяжении более четырёх десятилетий. Эти аэрофотоснимки помогли команде выделить уникальные визуальные паттерны черники в известных районах её произрастания, а затем с помощью моделирования предсказать её распространение по всему парку.
Снимки Национальной программы сельскохозяйственной съёмки делались реже, но с более высоким разрешением — 1 метр. Исследователи использовали их, чтобы обучить компьютер распознавать чернику, а затем картировать весь парк на основе полученных данных. Оба метода полагаются на ярко-красный осенний цвет, отличающий чернику от большинства других растений.
Точность каждого подхода проверялась путём пеших походов в районы парка, где произрастает черника, чтобы убедиться, что растения действительно находятся там, где их показывают аэрофотоснимки. В целом точность методов картирования составила около 80%. Методы работали хуже для картирования растений под пологом леса, но часто черника растёт на открытых участках.
Эта методика также поможет ответить на вопросы о влиянии лесных пожаров или других нарушений на распространение черники.
«Наш подход — первый, насколько нам известно, который пытается отличить отдельный вид подлеска на основе изменения цвета», — сказала Шорс.
В ходе проекта картирования было обнаружено, что большинство растений черники в парке находятся более чем в 100 метрах от пешеходных троп, что создаёт хорошие условия для кормления гризли с минимальным беспокойством со стороны людей.
Следующим шагом после картирования распространения кустарников станет завершение других исследований, направленных на понимание жизненного цикла черники и прогнозирование сроков появления ягод. Эта информация поможет менеджерам, работающим с гризли, учитывать потенциальные зоны конфликтов между человеком и медведем и минимизировать их.
«Моя цель — создать прогноз потенциальных зон конфликтов между человеком и медведем в реальном времени», — сказала Грейвс.