Korallrev är ett av de mest biologiska mångfaldiga ekosystemen på planeten och stöder uppskattningsvis 25 procent av alla marina arter. Dessa biologiskt rika ekosystem hotas av flera stressorer, från värmande havstemperaturer till följd av klimatförändringar till ökade vattenföroreningar från kustutveckling. Enligt nuvarande uppskattningar, 75 procent av världens korallrev kan möta kritiska hotnivåer år 2050. Forskare är överens om att omedelbara och välriktade åtgärder måste vidtas för att bevara korallreven för framtida generationer. Dock, utan en klar förståelse för var levande koraller finns, förvaltnings- och bevarandeinsatser kommer i bästa fall att förbli hämmade och i värsta fall ineffektiva.

Tidigare arbete för att bedöma levande korallskydd har begränsats av tekniska begränsningar som är inneboende för tillgängliga övervakningsmetoder. Till exempel, detaljerade fältbaserade undersökningar är geografiskt begränsade, medan satelliter inte kan spåra koraller vid upplösningar som är tillräckligt detaljerade för många typer av förvaltningsaktiviteter. Luftburen teknik, dock, kan samla in enorma delar av sammanhängande högupplösta data inom en enda undersökning, ger insikter om både korallers hälsa och omfattning. Om de resulterande kartorna kan indikera platsen för levande koraller, då kan specifika strategier skapas för att bevara, skydda, och återställa dem.

Ett kritiskt fall är Hawaiiöarna, en ikon för den naturliga världen och dagens påfrestningar på revens ekosystem. Kustutveckling har resulterat i hotspots av sedimentation, vattenburna föroreningar, och avlägsnande av rev, medan fiske och annan resursanvändning har genererat nedgångar i revens motståndskraft. Marina värmeböljor, drivs av ett värmande globalt klimat, har också periodvis uppslukat Hawaiiöarna, med korallblekningsevenemangen 2015 och 2019 som de senaste. Händelsen 2015 orsakade utbredd koralldöd, men den geografiska omfattningen av korallförlust eller motstånd har förblivit dåligt förstådd, som det har gjort i revregioner över hela världen.

Med hjälp av en ny luftburen kartläggningsmetod utvecklad av forskare vid Arizona State Universitys Center for Global Discovery and Conservation Science (GDCS), den geografiska fördelningen av levande koraller var, för första gången, kvantifieras till 16 meter (51 fot) vattendjup över de största Hawaiiöarna. Studien publicerades idag i Förfaranden från National Academy of Sciences ( PNAS ).

"Vi genomförde denna första kartläggning någonsin av en stor skärgård för att avgöra var koraller lever i hawaiiska vatten trots upprepade värmeböljor och problematiska kustutvecklingsproblem, " sa Greg Asner, huvudförfattare till studien och chef för GDCS. "Det är denna grundläggande information som behövs av partnerorganisationer för att driva mer kostnadseffektiva skydd, restaureringsaktiviteter, och allmänhetens engagemang."

Kartläggningsdata samlades in av ASU Global Airborne Observatory, ett flygplansbaserat laboratorium utvecklat av Asner och hans team som inrymmer avancerad jordkarteringsteknik. Genom att kombinera laserstyrd bildspektroskopi och artificiell intelligens, det nya tillvägagångssättet avslöjar oöverträffade vyer av korallrev under havsytan. Kartorna visar var levande koraller finns kvar samt områden med förstörda rev.

"Operationell kartläggning av levande koralltäcke inom och över Hawaiis revekosystem ger möjligheter för chefer och beslutsfattare att bättre hantera revskyddet, elasticitet, och restaurering, sa Brian Neilson, chef för Hawaiis division för vattenresurser och medförfattare till studien. "Med dessa nya kartor, vi har en bättre chans att skydda det vi har samtidigt som vi fokuserar på var vi kan förbättra förhållandena för koraller och den myriad av arter som är beroende av koraller."

Teamets kartläggning av levande koraller integrerades med geospatial information om kust- och havsaktiviteter, och datoralgoritmer användes för att uppskatta vilka faktorer som närmast förutsäger var koraller för närvarande finns på hawaiiska rev. Resultaten av analysen visade att kustnära utveckling har ett stort negativt samband med levande koraller.

"Aldrig tidigare har det funnits en så detaljerad och synoptisk bild av levande koraller i denna skala, ", sa medförfattaren Jamison Gove från National Oceanic and Atmospheric Administration. "Dessa resultat är grundläggande för att utveckla platsbaserade bevarande- och förvaltningsstrategier för att främja revbeständighet och mildra ytterligare förluster i koraller över hela Hawaii."

Den nya kartläggningsmetoden pekade också ut områden där koraller visar motståndskraft mot mänskligt drivna miljöstressorer. Dessa regioner för korallöverlevnad, anses vara "refugia", tyder på att vissa koraller och vissa platser är mer motståndskraftiga, och är därför utmärkta platser för förbättrat korallbevarande. Att få en större förståelse för korallöverlevnad kan också förändra förutsägelser om huruvida koraller kommer att överleva i det nuvarande och framtida havsklimatet.

"Vi försöker göra stora steg på vetenskaps- och tekniksidan för att direkt ta itu med utmaningarna för bevarande och förvaltning av korallrev, börjar på Hawaiiöarna, " sa Asner. "Vår förhoppning är att dessa resultat kommer att öka diskussionen bland samhällen, miljöchefer, och förtroendevalda, utan vilken, vi kommer att fortsätta att förlora korallrev mitt framför våra ögon."