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New insights into coral reef threats and restoration perception: a case study in the Republic of Maldives

UF Journal of Undergraduate Research 2020
Luca Saponari

Summary

This study examined major threats to Maldivian coral reefs including corallivory by Acanthaster planci, Culcita spp., and Drupella spp., as well as anthropogenic marine debris. A drone-based AI monitoring system (PlasticFinder) detected over 87% of beach debris objects at 0.5 cm/pixel resolution, and user satisfaction analysis of reef restoration programs found that women and local residents showed the greatest commitment to restoration activities.

L’ecosistema delle scogliere coralline presenta una elevatissima diversità di specie, tuttavia è anche esposto a numerosi disturbi naturali ed antropici. Le minacce includono macro e micro-plastica, riscaldamento globale e predazione. La comprensione delle dinamiche ecologiche della scogliera corallina e le interazioni con attività umane è di primario interesse per evitare la perdita di biodiversità. Questa priorità è fondamentale per aree isolate e remote come la Repubblica delle Maldive, che risulta essere sensibile ai cambiamenti ambientali, anche se è un’area ancora poco investigata. Perciò, questo studio intende esplorare le maggiori minacce e interazioni che causano danni alla scogliera corallina maldiviana. In particolare la corallivoria, per cui, la struttura della popolazione, le preferenze alimentari e le variazioni di densità dei tre corallivori principali delle Maldive (Acanthaster planci, Culcita spp. and Drupella spp.) sono stati studiati. Questi corallivori hanno un ruolo nel deteriorare la copertura di corallo tramite predazione diretta e interazione con altri disturbi di origine antropica come l’aumento delle temperature delle acque. Ciò è specialmente valido per A. planci che ha sviluppato un’esplosione demografica nell’area di studio intensificando la pressione predatoria. Mentre Culcita spp. ha mostrato un ruolo potenzialmente specifico nel rallentare il recupero della scogliera corallina, poiché focalizza la predazione sulle reclute dei coralli. Al contratio, Drupella spp. ha mostrato un collasso della popolazione dopo un evento di mortalità dei coralli, riducendo la pressione predatoria senza apparentemente influenzare la fase di recupero. L’interazione tra corallivoria e minacce di origine antropica intensifica la mortalità dei coralli. Tuttavia non tutti i disturbi antropici sono conosciuti, spesso per mancanza di metodologie standard per quantificarli. Una minaccia aggiuntiva non ancora studiata in dettaglio è rappresentata dai detriti marini antropici (DMA). Perciò, un ulteriore obiettivo è stato quello di sviluppare un metodo efficace e rapido per monitorare e quantificare DMA sulle spiagge usando un drone e un sistema di intelligenza artificiale (IA) basato su un programma di apprendimento artificiale (PlasticFinder). L’alta risoluzione (0.5 cm/pix) dei dati ha permesso di rilevare più dell’ 87% degli oggetti presenti sulla spiaggia rappresentando uno strumento utile a monitorare rapidamente il tasso di accumulo di DMA anche in aree remote ed isolate o disabitate. Negl’ultimi decenni però le scogliere coralline hanno subito una elevata perdita di corallo vivo determinando lo sviluppo di tecniche per il restauro della scogliera corallina. Tuttavia, la valutazione dell’efficacia delle strategie di restauro sono limitate a pochi fattori, come sopravvivenza e crescita del corallo. Il coinvolgimento delle comunità di utenti delle scogliere coralline è stato dimostrato essere fondamentale. L’uso dell’analisi della soddisfazione degli utenti ha rivelato, in questo studio, il bisogno di intervenire con attività di restauro attivo invece che con l’uso di strutture artificiali. Inoltre, donne e locali si sono dimostrati i più interessati a dedicarsi a progetti di restauro, suggerendo che l’investimento nell’addestramento di queste categorie può risultare in una maggiore efficienza delle strategie di restauro. In conclusione, questo lavoro fornisce una visione dettagliata sull’impatto dei principali corallivori alle Maldive. Perciò può rappresentare un utile spunto per futuri studi sull’ecologia dei corallivori, e in più, per la comprensione di ulteriori impatti e strategie per salvaguardare la biodiversità delle scogliere coralline maldiviane.

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