Utilizzando i dati ad alta risoluzione dal comune NASA-U.S. Programma Geological Survey Landsat, i ricercatori hanno creato la prima mappa delle cause del cambiamento negli habitat globali delle mangrovie tra il 2000 e il 2016, uno strumento prezioso per aiutare gli sforzi di conservazione di questi vitali difensori della costa.

Le mangrovie sono alberi e arbusti resistenti che crescono nelle zone salate, bagnato, terreni fangosi delle coste tropicali e subtropicali della Terra. Proteggono le coste dall'erosione e dai danni provocati dalle tempeste; immagazzinare carbonio nelle loro radici, tronchi, e nel suolo; e fornire habitat per specie marine commercialmente importanti. Lo studio ha mostrato che nel complesso, la perdita dell'habitat delle mangrovie è diminuita durante il periodo. Però, le perdite dovute a cause naturali come l'erosione e le condizioni meteorologiche estreme sono diminuite più lentamente rispetto a cause umane come l'agricoltura e l'acquacoltura. Per i gestori della conservazione e delle risorse che cercano di prevenire la perdita o ristabilire nuovi habitat, questa scoperta evidenzia la necessità di strategie che tengano conto delle cause naturali di perdita.

La mappa globale andrà a beneficio dei ricercatori che studiano gli impatti del ciclo del carbonio del guadagno e della perdita di mangrovie, oltre ad aiutare le organizzazioni per la conservazione a identificare dove proteggere o ripristinare questi vitali habitat costieri.

Protezione dei confini costieri

Nel 2010, mangrovie ne coprivano circa 53, 000 miglia quadrate delle coste della Terra, a cavallo del confine tra acqua salata e terreno fangoso con le loro lunghe, sistemi di radici simili a trampoli. La maggior parte di questi ecosistemi si trova nel sud-est asiatico, ma esistono in tutte le latitudini tropicali e subtropicali del globo.

Questi alberi e arbusti resistenti forniscono un "triplo smacco" di benefici ambientali, disse Lola Fatoyinbo Agueh, uno scienziato ambientale presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. Le mangrovie sono pozzi di carbonio straordinariamente efficienti:luoghi in cui il carbonio viene immagazzinato fuori dall'atmosfera. Costituiscono solo il 3% della copertura forestale della Terra, ma se fossero tutti abbattuti, potrebbero contribuire fino al 10% delle emissioni globali di carbonio. Adattato per resistere all'acqua salata, forti maree, suoli a basso contenuto di ossigeno e temperature tropicali calde, le mangrovie proteggono le coste dall'erosione e dalle mareggiate e forniscono un "vivaio" per le creature marine.

"Le mangrovie proteggono il litorale da tempeste estreme e onde di marea, " disse Fatoyinbo. "Perché sono alberi anfibi, la loro struttura radicale protegge le zone interne dalla costa, e proteggono anche la costa dalle zone interne, perché sono in grado di accumulare molto del terreno che arriva da monte o dalla costa. Trattengono quel sedimento nelle loro radici e essenzialmente coltivano nuova terra. Se hai aree in cui hai aumentato l'erosione a causa dell'innalzamento del livello del mare, le mangrovie potrebbero contrastarlo."

Le mangrovie sono minacciate dalla deforestazione da decenni, come l'agricoltura e l'acquacoltura, lo sviluppo urbano e la raccolta hanno causato la perdita di oltre un quarto delle foreste di mangrovie negli ultimi 50 anni. Le foreste del sud-est asiatico sono state particolarmente colpite, poiché paesi come l'Indonesia eliminano le mangrovie per fare spazio alla coltivazione di gamberi e riso.

Quando si pianificano gli sforzi per la conservazione o il ripristino di queste foreste cruciali, gli esperti devono sapere quali sono le principali minacce umane e naturali per la loro area. Utilizzando immagini ad alta risoluzione da Landsat 5, 7 e 8, Fatoyinbo e i suoi colleghi hanno utilizzato algoritmi di apprendimento automatico per creare una mappa ad alta risoluzione delle perdite di mangrovie tra il 2000 e il 2016, con un'aggiunta importante:hanno mostrato cosa ha causato quelle perdite.

Il team ha scoperto che durante il periodo di studio sono state perse quasi 1300 miglia quadrate di foreste di mangrovie, o circa il 2% dell'area globale di mangrovie. Il sessantadue per cento dell'area persa era dovuto a cause umane, principalmente agricoltura e acquacoltura. Il resto è dovuto a cause naturali, compresi l'erosione e gli eventi meteorologici estremi.

Nel periodo, i fattori di perdita sia umani che naturali sono diminuiti, ha detto la squadra. Ma l'impatto umano è diminuito più rapidamente.

"Da una parte, è ottimo, " ha detto l'autore principale Liza Goldberg, uno stagista della NASA Goddard e una matricola emergente alla Stanford University. "Dimostra che gli sforzi di conservazione stanno aumentando in efficacia su scala locale, e c'è un aumento della consapevolezza dell'importanza delle mangrovie, danni economici da tempeste, e perdita della vita. Ma dall'altra parte, il calo delle perdite, soprattutto nel sud-est asiatico, significa che in molte aree, semplicemente non ci sono più mangrovie da perdere".

Mentre sono diminuiti anche i fattori naturali di perdita, lo hanno fatto più lentamente, ha detto la squadra. Questo cambiamento nella proporzione dei fattori di perdita pone sfide ai gestori della conservazione e delle risorse.

"La conclusione principale è che gli sforzi di conservazione e ripristino dovrebbero continuare ad aumentare la loro attenzione sulla valutazione e mitigazione delle minacce naturali, " ha detto Goldberg.

Oltre al loro ruolo nella stabilizzazione degli ecosistemi costieri, le mangrovie sono vitali per il ciclo del carbonio della Terra:lo scambio di carbonio tra la terra, oceano, atmosfera e gli esseri viventi. Le loro foglie cadono al suolo e si decompongono molto lentamente, creando torba ricca di carbonio invece di rilasciarla nuovamente nell'atmosfera. Quando questi alberi e arbusti vengono abbattuti o distrutti da tempeste o inondazioni, che il carbonio invece sfugge nell'atmosfera, dove contribuisce al cambiamento climatico come gas serra.

"Il tipo di emissioni di carbonio che vedrai dalle mangrovie dipende dal tipo di conversione che sta avvenendo, " ha detto Fatoyinbo. "Se stai facendo un taglio netto e scavando il terreno dove è immagazzinata la maggior parte del carbonio per metterlo in uno stagno di gamberetti, che avrà un tasso di emissione molto diverso da, diciamo, una tempesta tropicale che arriva e danneggia gli alberi in piedi, ma dove potresti avere la ricrescita che si verifica dopo."

Il team sta collaborando con organizzazioni non profit e altre organizzazioni per mettere a frutto i propri dati, aiutando con la stima delle emissioni di carbonio, pianificazione della conservazione e altre iniziative per proteggere questi ecosistemi per le generazioni future.

Giovani scienziati in crescita

Goldberg ha iniziato a lavorare con Fatoyinbo e David Lagomasino quando aveva solo 14 anni, iniziando con le attività di laboratorio di base e passando rapidamente alla scrittura dei propri codici di analisi per i dati delle mangrovie. Ha recentemente completato il suo ultimo anno di liceo alla Atholton High School nel Maryland e inizierà gli studi universitari alla Stanford University questo autunno.

"Lavorare con Liza è stato davvero fantastico. È molto stimolante, " ha detto Fatoyinbo. "Abbiamo avuto molte discussioni con lei e grandi organizzazioni internazionali che si interessano alle mangrovie, e quando abbiamo chiesto cosa li avrebbe aiutati a implementare meglio le loro politiche e procedure, abbiamo continuato a sentire di aver bisogno di mappe di cambiamento migliori e di capire meglio quali sono i driver del cambiamento. Liza l'ha preso ed è scappata con esso."

Goldberg prevede di continuare a collaborare con il team di Fatoyinbo durante i suoi studi universitari.

"È stato un onore lavorare con Lola e il suo team negli ultimi due anni, " ha detto Goldberg. "È raro trovare un ambiente in cui le persone sono così solidali indipendentemente dalla tua età e livello di esperienza, ed è stato inestimabile per la mia ricerca mentre vado al college. Questo ambiente è unico per la NASA e per Goddard."