Зимовий ареал метелика монарха під загрозою, і коптери DJI Enterprise допомагають природоохоронцям збирати дані, щоб визначити причини
Щорічна міграція метелика монарха — одне з найзахопливіших природних явищ у світі, одне з найдовших і найбільших у світі комах, що охоплює понад 4 000 км.
Міграція є символом міжнародної співпраці між Канадою, Сполученими Штатами та Мексикою, які спільно працюють над збереженням маршруту метеликів монархів від південної частини Канади до зони Великих озер у центральній частині Мексики, через центрально-західні рівнини Сполучених Штатів.
Однак ця міграція перебуває під загрозою зникнення через зміни довкілля, руйнування місць проживання та вирубку лісів, знищуючи місця розмноження монархів.
З цієї причини Фонд збереження невольванів (FOCEN), організація, що займається збереженням середовищ існування та лісів, де зимують монархи, шукає всі можливі способи захистити та підтримати це явище. У партнерстві з Cielito Drone та DJI Enterprise вони застосували коптери для збору життєво важливих даних про лісове господарство з метою збереження критично важливих ареалів.
Про міграцію та життєвий цикл монарха:
Життєвий цикл метелика монарха зазвичай триває місяць, але «покоління Мафусаїла», яке з'являється в середині серпня, відрізняється. Це покоління затримує свій репродуктивний період і може жити до 9 місяців, що дає йому змогу подорожувати на південь протягом двох місяців, провести п'ять місяців у Мексиці, а потім повернутися на північ. Ці метелики ніколи не бували в місці призначення в Мексиці. Вони орієнтуються за допомогою унікального для свого виду радара.
Життєво важливі для екосистеми
Протягом усього свого життя метелики монархи відіграють вирішальну роль в екосистемі. Як травоїдні, вони харчуються рослинами молочаю на початковій стадії свого життя, а як важливі запилювачі живляться квітковим нектаром на стадії дорослого метелика. Під час міграції вони сприяють генетичному різноманіттю квіткових рослин і роблять внесок у продовольчу безпеку людини по всій Північній Америці, переносячи прикріплений до тіла пилок.
Рослини молочаю мають важливе значення для метеликів монархів, слугуючи місцем відкладання яєць під час сезону розмноження. Загалом кожна самка відкладає до 400 яєць, із яких через вісім днів вилуплюється гусінь із характерними чорними, білими та жовтими смужками.
Гусінь харчується листям молочаю і проходить метаморфоз, перетворюючись на дорослих метеликів через два тижні.
Метелики монархи є важливими запилювачами різних екосистем і продовольчих культур, які вони зустрічають на своєму міграційному шляху через Канаду, Сполучені Штати та Мексику.
Ялиця оямель та метелик монарх під загрозою зникнення
Метелик монарх наразі занесений до категорії зникаючих Міжнародним союзом охорони природи (МСОП), найбільшим джерелом інформації про стан ризику для глобального біорізноманіття. Це пов'язано зі значним скороченням популяції — до 72% за останнє десятиліття.
Зменшення чисельності метелика монарха пов'язане з двома основними причинами:
- Надмірне використання пестицидів і гербіцидів, які вбивають як самих метеликів, так і їхнє середовище існування — молочай.
- Незаконне вирубування та знищення лісових масивів у Мексиці, які слугують зимовим притулком для монарха.
Окрім прямої антропогенної діяльності, зміна клімату спричинила зменшення кількості опадів та підвищення температури, що послаблює лісові породи та робить їх вразливішими до шкідників і хвороб, як-от комахи-короїди, що здирають кору.
Зокрема, ялиця оямель, улюблене дерево монархів для зимової сплячки, знаходиться під загрозою через загадкове явище, яке призводить до того, що дерево біліє, втрачає листя і вмирає. Якщо ці дерева продовжуватимуть зникати, і не буде вжито заходів для захисту цього життєво важливого середовища існування, феномен міграції метеликів монархів може бути втрачений назавжди.
Біосферний заповідник метеликів монархів у Мексиці
Ліси оямеля були оголошені біосферним заповідником метеликів монархів і внесені до списку Всесвітньої природної спадщини ЮНЕСКО. Громади, державні органи влади та громадянське суспільство працюють разом, щоб захистити території, призначені для прильоту метеликів монархів. Вони запровадили постійний моніторинг стану здоров'я дерев у місцях зимівлі, щоб забезпечити їх збереження.
Обмеження традиційних методів охорони
Традиційні методи моніторингу лісів використовуються в біосферному заповіднику «Метелик монарх» із моменту його створення. Однак вони передбачають, що члени громади долають великі відстані пішки, візуально визначаючи зміни в деревах. Цей метод є неефективним і навіть небезпечним у негостинній місцевості, а за один день неможливо охопити всю територію.
Безпосереднє спостереження також обмежене високою щільністю дерев, кількістю гілок, висотою та людським зором. Крім того, оскільки хворі дерева починають гинути від верхньої частини крони донизу, складно визначити стан здоров'я цих величних дерев, просуваючись пішки.
За даними Fondo de Conservación del Eje Neovolcánico A.C., команди фітосанітарного нагляду здійснюють лише шість виїздів на рік для раннього виявлення лісових шкідників і хвороб у межах основної зони біосферного заповідника. Цього недостатньо для захисту лісу від загроз.
Для вирішення цих проблем необхідно терміново розвивати методи моніторингу лісів за допомогою дронів.
Matrice 300 RTK над біосферним заповідником метеликів монархів
Природоохоронні дрони
Коли Міжнародний союз охорони природи (МСОП) оголосив феномен метеликів монархів під загрозою зникнення, DJI Enterprise разом з Cielito Drone та керівництвом біосферного заповідника метеликів монархів розгорнули дослідницький проєкт, щоб визначити причини та рівень шкоди, завданої екосистемі, в якій мешкають метелики монархи в Мексиці.
Дрони мають багато переваг над традиційними методами інвентаризації лісів. Завдяки технологічному прогресу коптери стають все більш доступними й легкими в управлінні, що дає змогу навіть не експертам безпечно й точно виконувати польотні місії незалежно. Залучення дронів до моніторингу лісів дасть змогу охопити більшу територію, отримати зображення з вищою роздільною здатністю та виявити зміни у стані дерев, які важко помітити неозброєним оком.
Застосування мультиспектральної камери
Завдяки інструментам мультиспектрального моніторингу та сенсорним технологіям, як-от LiDAR і фотограмметричні камери, можна ефективно, швидко й безпечно аналізувати екосистеми.
Cielito Drone використовував обладнання DJI Enterprise, зокрема Mavic 3 Multispectral і Matrice 300 RTK з датчиком LiDAR Zenmuse L1, для проведення польотів у центральній зоні заповідника.
Mavic 3 Multispectral має 45-мегапіксельні мультиспектральні діапазони, включаючи зелений, червоний, на краю червоного та ближній інфрачервоний, що дало змогу команді на ранніх стадіях виявити ділянки з ознаками всихання лісу шляхом розрахунку спектральних індексів, які використовуються в моніторингу рослинності. Ці дані мали вирішальне значення для виявлення девіталізованих дерев, які потребували термінових санітарних заходів.
Відстеження рельєфу місцевості для зміни висоти
Під час польотів дрони охоплювали діапазон висот від 2 800 до 3 500 метрів над рівнем моря, що відповідає поширенню дерев оямелю. Функція DJI Mavic 3 Terrain Follow уможливила успішні польоти над основними басейнами, де зимує метелик монарх, підтримуючи постійну висоту над землею. Це забезпечило надійний і послідовний збір даних, незважаючи на майже 700-метрову різницю у висоті між найнижчою і найвищою ділянками.
Високоточний LiDAR
Паралельно команда використовувала Matrice 300 RTK, оснащений датчиком Zenmuse L1 (LiDAR), щоб отримати точні вимірювання висоти, діаметру крони та кількості біомаси дерев у місцях, куди прилітають метелики монарх. Незважаючи на густий і складний лісовий масив у заповіднику, M300 і L1 забезпечили комплексне і зручне для користувача рішення, здатне генерувати вражаючі тривимірні моделі чудових дерев оямелю в режимі реального часу. Ці дерева щороку слугують місцем зимівлі метелика монарха.
Висновки за допомогою даних від дронів
Ця інформація дала змогу Cielito Drone у співпраці з вченими з Університету Мічоакана де Сан-Ніколас де Ідальго розробити методологію ідентифікації, геолокації та кількісної оцінки дерев оямелю з ознаками стресу або загибелі.
Уражені дерева чітко видно за допомогою NDVI завдяки Mavic 3M
DJI Terra
Зібрані дронами дані імпортуються та обробляються за допомогою програмного забезпечення DJI Terra, а потім індивідуальне рішення допомагає підрахувати кількість дерев та звітувати про їхній стан.
Підвищення безпеки та ефективності
Впровадження технології DJI у робочий процес моніторингу та охорони природи зменшує кількість нещасних випадків та ризиків для рейнджерів парку, які присвячують своє життя охороні цього заповідника.
Ці технології дають змогу проводити багатоспектральний аналіз із високою роздільною здатністю, надаючи інформацію на рівні окремих дерев. За один політ можна охопити приблизно 200 гектарів, що означає значну економію часу, людських та економічних ресурсів. Тур, який раніше займав 6 днів, тепер можна здійснити за один день, що на 600% швидше.
Якісніші дані та інсайти
Але найбільш вражаючим є те, що вони ніяк не могли досягти такого рівня деталізації (на рівні окремих дерев), як для вимірювання градієнта сили/напруги (за допомогою мультиспектральних зображень), так і для підрахунку, геолокації та кількісного визначення біомаси кожного з цих важливих дерев, де метелики зимують із року в рік.; Це підвищило ефективність моніторингу на 1200%.
