Table of Contents

وقد أصبحت البيانات الساتلية أداة لا غنى عنها لفهم وحماية النظم الإيكولوجية الجزرية، التي كثيرا ما تكون من أكثر الأماكن التي تتعرض للتأثر من الناحية البيولوجية، وذلك بتوفير نظرة متسقة وواسعة النطاق للتغيرات البيئية، وتمكِّن تكنولوجيات الاستشعار عن بعد الحفظ والباحثين وصانعي السياسات من اتخاذ قرارات تستند إلى البيانات تحمي التنوع البيولوجي، وتدير الموارد الطبيعية، وتخفف من آثار تغير المناخ، وتواجه الجزر، بسبب عزلتها ومحدودية حجمها، ضغوطا فريدة من النشاط البشري والتحولات البيئية.

مؤسسة الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل للجزر

الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل يعتمد على أجهزة الاستشعار المثبتة على السواتل المدارية التي تلتقط أو تبث الإشعاع الكهرومغناطيسي من سطح الأرض، وبالنسبة للنظم الإيكولوجية الجزرية، هذه التكنولوجيا قيمة بشكل خاص لأن الجزر كثيرا ما تكون لها خطوط ساحلية معقدة، وداخلية نائية، وبنى أساسية محدودة للرصد على الأرض، وتخدم أنواع مختلفة من البيانات الساتلية أغراضا مختلفة، وأجهزة الاستشعار الضوئية مثل تلك التي تعمل على سواتل " لاستراد " .

وتشمل الخصائص الرئيسية للبيانات الساتلية ذات الصلة بالجزر حلاً مكانياً (حجم أصغر مساحة يمكن تمييزها)، وحلاً زمنياً (وكيفما يعيد الساتل نفسه في كثير من الأحيان)، وحلاً استشرافياً (رقم وطريقة استخدام النطاقات الموجية المسجلة) مثلاً، يقدم الساتل لاندسات حلاً مكانياً على مدى 30 متراً مع دورة إعادة النظر في السحاب، بينما توفر الترددات التجارية مثل الساتل ماكسار العالمي للحفظ حلاً أدنى من المسافات.

External link: Landsat missions by USGS] provide a foundational data set for land change studies on islands worldwide.

رصد التغيرات في استخدام الأراضي في الجزر

فالجزر هي مشهد دينامي حيث يمكن للأنشطة البشرية مثل إزالة الغابات والزراعة والهياكل الأساسية السياحية والتوسع الحضري أن تتغير بسرعة الغطاء الأرضي، فالصور الساتلية تتيح الكشف عن هذه التغييرات على نطاقات من محلية إلى إقليمية، وتدعم التدخل المبكر لمنع تجزؤ الموئل وفقدان التنوع البيولوجي.

إزالة الغابات وفقدان الموئل

وفي الدول الجزرية الاستوائية مثل إندونيسيا والفلبين ومدغشقر، كانت البيانات الساتلية مفيدة في رسم خرائط لمعدلات إزالة الغابات وتحديد أنشطة قطع الأشجار غير المشروعة، فعلى سبيل المثال، يستخدم المنبر العالمي لرصد الغابات الصور الساتلية لتوفير تنبيهات في وقت قريب من الزمن عندما تختفي الغطاء الحرجي، وفي الجزر التي كثيرا ما تحتوي النظم الإيكولوجية الحرجية على أنواع ثابتة، يمكن أن تؤدي هذه الإنذارات إلى استجابات فورية للحفظ.

التوسع الحضري والزري

كما أن رصد السواتل يلتقط انتشار المناطق الحضرية والمزارع الزراعية، وفي هاواي، استخدم الباحثون صورا عالية الاستبانة لتتبع تحويل الغابات الأصلية إلى أراض زراعية لمحاصيل مثل خصيتان وبن، وبالمثل، في منطقة البحر الكاريبي، فإن التوسع في الملاجئ والتنمية السكنية على طول السواحل ظاهرة في الصور الساتلية، مما يتيح للمخططين تقييم الأثر على النظم الإيكولوجية الساحلية مثل توزيع الخرائط على أشجار المانغروف والقروض البحرية.

التغير الساحلي والشورايلين

فالخطوط الساحلية للجزر تتسم بطبيعة الحال بالحيوية، ولكن تغير المناخ والتعديلات البشرية تتسارع بفعل التآكل، إذ تتيح عمليات الرصد الساتلية المتكررة حساب معدلات تغير السواحل على مدى سنوات أو عقود، وعلى سبيل المثال، استخدمت الصور الرادارية لوكالة الفضاء الأوروبية لرصد تآكل الشواطئ في الجزر الصغيرة في ملديف والمحيط الهادئ، وهذه البيانات تدعم تصميم دفاعات قائمة على الطبيعة، مثل استعادة المانغروف، التي يمكن أن تثبّت السواحل في الوقت الذي توفر فيه الموئل.

External link: Global Forest Watch] offers interactive tools for tracking deforestation in near real time.

تقييم موارد المياه والبيئة البحرية

وتعتمد النظم الإيكولوجية في الجزر على موارد المياه العذبة والموائل البحرية المنتجة، وتوفر البيانات الساتلية نظرة متبادلة لنوعية المياه، وصحة الشعاب المرجانية، والظروف الأوقيانوغرافية التي يصعب الحصول عليها من خلال أخذ العينات الميدانية وحدها.

نوعية المياه وموارد المياه العذبة

ويمكن للسواتل رصد بارامترات مثل تركيز الكلوروفيل، والاضطراب، والمواد العضوية المذوبة في البحيرات الداخلية والمياه الساحلية، وفي الجزر الصغيرة، تكون عدسات المياه العذبة (طبقات المياه الجوفية الجوفية) عرضة للتدخل في المياه المالحة من ارتفاع مستويات سطح البحر والتجاوزات في الاستهلاك، ومن خلال الجمع بين بيانات الاستبداد بواسطة السواتل وبين تقديرات درجات الحرارة السطحية، يمكن أن يقدر أخصائيو التغذية المائية.

Coral Reef and Seagras Monitoring

الشعاب المرجانية من بين أكثر النظم الإيكولوجية تهديداً على الصعيد العالمي، وغالباً ما تستضيف الجزر نظماً كبيرة للشعاب، الصور الساتلية، خاصة من أجهزة الاستشعار ذات الحل المكاني العالي (مثلاً، تخطيط القبور في القطب الشمالي)

المحيطات والتيار المهجور

وتساعد بيانات درجات الحرارة السطحية البحرية من السواتل مثل الساتل AVHRR التابع للرابطة على تتبع تيارات المحيطات وأنماط الارتقاء التي تؤثر على الإنتاجية البحرية حول الجزر، وهذه المعلومات حيوية لإدارة مصائد الأسماك والتنبؤ ببلورات الطحالب الضارة التي يمكن أن تدمر الحياة البحرية والاقتصادات المحلية، وتكتشف أجهزة الاستشعار لون المحيط بواسطة السواتل خنازير النباتات، مما يتيح للعلماء رسم خرائط لظواهر تهب الأسماك وإصدار تحذيرات لمجموعات السياحة الساحلية.

External link: Allen Coral Atlantic] provides free satellite-derived maps of coral reefs global.

تعقب الحياة البرية والنباتات

وتتيح تكنولوجيات الاستشعار عن بعد مراقبة صحة النباتات وموائل الأحياء البرية في جميع الجزر، وهذه القدرة أساسية لإدارة الأنواع المهددة بالانقراض، والسيطرة على الأنواع الغازية، وإعادة النظم الإيكولوجية المتدهورة.

صحة النباتات وعلم الفينولوجيا

كما أن مؤشر الغطاء النباتي المطهر هو مقياس مستمد من السواتل، وهو مؤشر يشير إلى كثافة الغطاء النباتي الأخضر وثديته، وفي الجزر، يمكن أن تكشف السلسلة الزمنية من الساتل NDVI عن أنماط موسمية، وآثار الجفاف، والاتجاهات الطويلة الأجل في مجال صحة الغابات، وعلى سبيل المثال، في جزر غالادر، استخدمت بيانات التلقيم الخفيف من الديوكسينات في رصد حالة التكاثر في سيشيل.

▪ رسم خرائط الحياة البرية

وتستخدم البيانات الساتلية في رسم خرائط ووصف أنواع الموائل عبر الجزر، ومن خلال إدماج تصنيفات الغطاء الأرضي مع سجلات حدوث الأنواع، يمكن للحفظ أن يُمثل توزيع الأنواع المهددة ويعطي الأولوية للمناطق التي تُحمى، وعلى سبيل المثال، استخدمت خرائط الغطاء الحرجي المستمدة من السواتل في الفلبين لتحديد مواقع الحرق المحتملة للنسر الفلبيني المهددة بالانقراض، وقد استخدم الباحثون في هاواي نماذج عالية الاستبانة لتحديد هيكل الغابات المدمج.

Invasive Species Detection

وتشكل النباتات والحيوانات الغازية تهديداً كبيراً للتنوع البيولوجي في الجزر، ويمكن للصور الساتلية أن تساعد على كشف انتشار الأنواع الغازية، لا سيما عندما تكون لها علامات على الأطياف المتميزة، فعلى سبيل المثال، يمكن تحديد الأشجار الغازية عجلات سواتل ، التي تشكل احتكارات كثيفة على جزر تاهيتي والمحيط الهادئ الأخرى، في صور ساتلية.

التحديات في مجال رصد السواتل في الجزر

وعلى الرغم من المزايا العديدة، فإن تطبيق البيانات الساتلية على النظم الإيكولوجية الجزرية يأتي بتحديات كبيرة يجب التصدي لها لضمان معلومات موثوقة وقابلة للتنفيذ.

Cover and Small Island Size

وهناك العديد من الجزر التي تقع في المناطق المدارية حيث توجد أجهزة استشعار بصرية ثابتة للغطاء الغيوم لفترات طويلة، مما يقلل من عدد الصور القابلة للاستعمال ويمكن أن يخفي تغيرات سريعة مثل الفيضانات أو الانهيالات الأرضية، وقد توفر سواتل " رادار " ذات الغطاء السحابي الاصطناعي، مثل " سينتينيل-1 " حلا لأن الإشارات الرادارية تخترق الغيوم، ولكن بيانات الترددات العالية تتطلب مهارات تفسيرية المتخصصة قد لا تكون متاحة لفرق في بعض الأحيان لفرق الاصنة المحلية.

القدرة على تجهيز البيانات وتحليلها

ويتطلب استخراج معلومات ذات مغزى من البيانات الساتلية برامجيات وخبرات تقنية متطورة، إذ تفتقر العديد من الدول الجزرية إلى الهياكل الأساسية والموظفين المدربين على تجهيز الصور الساتلية وتفسيرها بفعالية، ولتضييق هذه الفجوة، توفر مبادرات مثل برنامج المراقبة الجوية ودائرة إدارة الطوارئ في كوبرنيكوس خدمات بناء القدرات والخدمات التشغيلية، كما أن منابر المصادر المفتوحة مثل شبكة غوغل الأرضية تخفض أيضا الحاجز من خلال توفير أدوات التحليل القائمة على الغيوم، رغم أن الربط الشبكي لا يزال يشكل تحديا في بعض المجتمعات الجزرية.

التقييم الأرضي والمعايرة

ويجب التحقق من القياسات المستمدة من السواتل على ضوء الرصد الأرضي لضمان الدقة، ففي حالة الجزر، يمكن أن يكون إنشاء وصيانة مواقع الرصد الميداني صعباً ومكلفة من الناحية السوقية، ويمكن أن يساعد الجمع بين البيانات الساتلية والبرامج العلمية للمواطنين أو أجهزة الاستشعار الآلية (مثلاً، أكياس الكاميرات، ومحطات الطقس) على إنشاء شبكة قوية للتحقق من صحة الأرض، وبدون وجود معرفة كافية، هناك خطر استخلاص استنتاجات غير صحيحة من البيانات الساتلية، لا سيما في البيئة المعقدة.

الاتجاهات المستقبلية والتقدم التكنولوجي

ومستقبل رصد النظم الإيكولوجية الجزرية مشرق، مدفوعاً بالتقدم المحرز في تكنولوجيا الاستشعار، وتوافر البيانات، والأساليب التحليلية، وتعود هذه التطورات بالتغلب على القيود الحالية وفتح سبل جديدة للحفظ.

أجهزة استشعار للكشف عن هواياتها وتطورها

أما أجهزة الاستشعار التي تستخدم الهيدروجين فتلتقط مئات من النطاقات الضيقة للطيف، مما يتيح تحديد أنواع النباتات والأنواع المعدنية ومكونات المياه التي لها تفاصيل غير مسبوقة، وتتمثل مهمة معهد الدراسات الاقتصادية التابع للناسا والمرصد السطحي المقبل لعلم الأحياء والجيولوجيا في توفير بيانات عالمية ذات طاقات فائقة، وهذا يعني بالنسبة للجزر القدرة على كشف الأنواع الغازية، وتقييم صحة المرجان، والكشف عن التلوث الناجم عن كميات أكبر من المواد الكيميائية.

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

فالشبكات العصبية الثورية للتعلم الماكين تؤدي إلى ثورة تحليل الصور الساتلية، ويمكن أن تصنف شبكات الثوران تلقائيا الغطاء الأرضي، وأن تكتشف التغيرات، بل أن تحدد الحيوانات الفردية من صور ذات استبانة عالية جدا، وفي السياقات الجزرية، تساعد المنظمة على تجهيز كميات كبيرة من البيانات الساتلية بسرعة، مما يتيح رصد إزالة الغابات أو الصيد غير المشروع أو التآكل الساحلي في الوقت القريب، كما أن هذه الأدوات تؤدي إلى تقليل الحاجة إلى توفير نماذج للحفظ اليدوي في أماكن أخرى.

التكامل مع أطر البيانات الأخرى

وتجمع أكثر استراتيجيات الحفظ فعالية بين البيانات الساتلية ومصادر أخرى مثل تتبع مصادر القدرة العالمية لتحديد المواقع للحيوانات، والصور التي تستخدم الطائرات بدون طيار، والرصد الصوتي، والتقارير المجتمعية، وتزداد شيوع المنابر المتكاملة التي تدمج مسارات البيانات هذه في لوحة واحدة من أجهزة الصيد، فمثلا تجمع أداة التقييم المتكامل للتنوع البيولوجي التي وضعها الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والموارد الطبيعية بين البيانات المكانية المستمدة من السواتل وبين الأنواع والحدود المحيطة بالمناطق المحمية.

البيانات المفتوحة والتعاون العالمي

وتروج الجهود الدولية مثل الفريق المعني برصد الأرض واللجنة المعنية بسواتل رصد الأرض للتبادل الحر والمفتوح للبيانات الساتلية، كما أن برنامج كوبرنيكوس التابع للوكالة يوفر كميات كبيرة من البيانات دون تكلفة، كما أن نظام البيانات والمعلومات الأرضية التابع لوكالة ناسا يترجم الصور العالمية التي تصورها نظام رصد الأرض، كما أن هذه المصادر المفتوحة للبيانات الفضائية تساعد بالنسبة للدول الجزرية ذات الميزانيات المحدودة، فضلا عن ذلك، على تحقيق أهمية حيوية.

(أ) حلقة وصل خارجية: Copernicus programme by the European Space Agency] offers free and open satellite data for environmental monitoring.

إدماج البيانات الساتلية مع إجراءات الحفظ

ولكي يكون للبيانات الساتلية أثر مفيد على النظم الإيكولوجية الجزرية، يجب أن تترجم إلى تدابير حفظ قابلة للتنفيذ، وهذا يتطلب تعاونا وثيقا بين علماء الاستشعار عن بعد، ومجموعات الحفظ المحلية، والوكالات الحكومية، وأصحاب المصلحة في المجتمعات المحلية.

دعم إدارة المناطق المحمية

وتوفر البيانات الساتلية أدلة موضوعية لتقييم فعالية المناطق المحمية، ومن خلال رصد إزالة الغابات أو تعدي أو مخاطر إطلاق النار البرية داخل هذه الحدود وحولها، يمكن للمديرين تكييف استراتيجياتهم، وفي منطقة غالاباس البحرية، يساعد التتبع بواسطة السواتل لسفن الصيد على إنفاذ المناطق التي لا توجد فيها متناولات، وفي منطقة البحر الكاريبي، تستخدم الصور الساتلية لرصد صحة أسرة قاع البحر في الحدائق البحرية، وتوجيه جهود إعادة البناء.

Informing Policy and Climate Adaptation

وتتطلب القرارات السياساتية الرفيعة المستوى، مثل الخطط الوطنية للتكيف مع المناخ أو التقارير الدولية المقدمة بموجب اتفاقية التنوع البيولوجي، بيانات موثوقة عن اتجاهات النظم الإيكولوجية، وتتيح البيانات الساتلية للبلدان الإبلاغ عن مؤشرات مثل تغير الغطاء الحرجي، والتآكل الساحلي، وحالة الشعاب المرجانية، وبالنسبة للدول الجزرية الصغيرة النامية، تعتبر هذه البيانات حاسمة في الحصول على التمويل المتعلق بالمناخ وتبرر مشاريع الحفظ، وعلى سبيل المثال، تستخدم البلدان الجزرية في المحيط الهادئ البيانات الساتلية لإعادة تقييم قابلية التأثر لمجتمعاتها الساحلية؛

المشاركة المجتمعية وعلم المواطنين

ويمكن أن يمكّن السكان من الوصول إلى البيانات الساتلية للمجتمعات المحلية من المشاركة في الحفظ، ومن خلال برامج إلكترونية بسيطة تتيح لسكان الجزر الاطلاع على الصور الحديثة لجزرهم، وتغيير التقارير، والإسهام في عمليات الرصد الأرضية، ويعزز هذا التدفق من المعلومات من الاتجاهين الثقة ويكفل اتساق إجراءات الحفظ مع الاحتياجات المحلية، ومن الأمثلة الناجحة استخدام الخرائط الساتلية من جانب مجتمعات الشعوب الأصلية في جزر سليمان لتوثيق التغيرات في استخدام الأراضي وتأكيد حقوق الحيازة.

خاتمة

فبيانات السواتل قد حولت الطريقة التي نفهم بها النظم الإيكولوجية للجزر ونحافظ عليها، ومن تتبع فقدان الغابات إلى رسم خرائط لصحة الشعاب المرجانية، فإن هذه التكنولوجيات توفر نافذة ثابتة وقابلة للاتساع ومتزايدة في أكثر البيئات هشاشة في العالم، وفي حين أن التحديات مثل الغطاء السحابي، وحدود الحلول، والقدرة التقنية ما زالت قائمة، فإن التقدم السريع في أجهزة الاستشعار، والاستخبارات الاصطناعية، ومبادرات البيانات المفتوحة تؤدي الفجوة.