https://frosthead.com

Jak naukowcy wykorzystują dane w czasie rzeczywistym, aby pomóc rybakom uniknąć przyłowów

W latach 1990–2000 rybacy szukający włócznika u wybrzeży Kalifornii przypadkowo złapali i zabili ponad 100 żółwi skórzastych i kłusaków, a także ranili wiele innych osób.

W 2001 r. Rząd federalny utworzył Obszar Ochrony Skóry Pacyfiku, obszar o powierzchni 250 000 mil kwadratowych u wybrzeży Kalifornii, który jest niedostępny dla łodzi rybackich od sierpnia do listopada.

Od tego czasu liczba żółwi zabitych w wyniku przyłowów gwałtownie spadła, ale garstka zwierząt wciąż umiera z powodu zaplątania się w sieci rybackie każdego roku - zbyt wielu, jak twierdzą obrońcy środowiska. Jednocześnie zamknięcie gigantycznego regionu oceanicznego oznacza, że ​​przemysł miecznika, który niegdyś kosztował 15 milionów dolarów, stał się przemysłem wartym 2 miliony dolarów, a liczba łodzi kursujących po wodach znacznie się zmniejszyła.

Naukowcy i zwolennicy oceanów mają nadzieję znaleźć sposób na ochronę zarówno żółwi morskich, jak i innych zagrożonych gatunków i pomóc rybakom w utrzymaniu się z życia. W tym celu wielu patrzy na dynamiczne zarządzanie oceanami, strategię, która wykorzystuje postępy w gromadzeniu danych w czasie rzeczywistym, aby pomóc statkom rybackim spotkać ryby tam, gdzie są - i uniknąć wszelkich innych przyłowów.

gillnet fishing.jpg Liczba żółwi zabitych w wyniku przyłowów gwałtownie spadła, ale garstka zwierząt wciąż umiera z powodu zaplątania się w pławnice u wybrzeży Kalifornii. (Craig Heberer)

Pierwszy artykuł sugerujący, że ryby pelagiczne - ryby żyjące w otwartym oceanie i często imponująco migrujące - powinny być chronione za pomocą płynnych, ciągle zmieniających się stref ochrony, w przeciwieństwie do stref statycznych, ukazał się w 2000 roku. Larry Crowder, profesor ekologii i ochrony środowiska morskiego w Hopkins Marine Station, część Uniwersytetu Stanforda, pamięta, że ​​ją przeczytał i pomyślał: „Fajny pomysł, ale nigdy nie zadziała”. W 2000 r. naukowcy nie mieli zdolności komputerowej do taniego testowania modele statystyczne lub przetwarzaj dane satelitarne z dowolną pozorną prędkością. Nie mieli też wystarczającej ilości danych śledzenia ryb lub danych satelitarnych dotyczących warunków oceanicznych. To wszystko się zmieniło.

Teraz naukowcy mogą pobierać oceany danych satelitarnych w kilka minut, a rozwój wyskakujących archiwów satelitarnych, które naukowcy przyczepiają do ryb w celu śledzenia ich ruchów, umożliwił badanie dużych zwierząt morskich, takich jak tuńczyk, miecznik i żółwie morskie. Podsumowując, jest to rewolucja technologiczna, która pozwala naukowcom i kierownikom łowisk na niespotykane dotąd zdolności przewidywania, gdzie będą ryby - a gdzie nie będzie przyłowów.

Krótko mówiąc, działa to w ten sposób: Naukowcy najpierw zbierają dane o tym, gdzie można znaleźć rybę lub inny „gatunek docelowy”, poprzez oznaczenie gatunku, zebranie raportów z łodzi rybackich lub inne metody śledzenia. Następnie porównują te dane z warunkami pogodowymi, porą roku i innymi danymi, które można zdalnie wykryć. „Jeśli istnieje dobra relacja statystyczna…, która pasuje do miejsca, w którym te zwierzęta prawdopodobnie mogą być, możesz użyć danych oceanograficznych z wykrywaniem zdalnym, aby przewidzieć, gdzie mogą być”, mówi Crowder.

Na przykład lwy morskie z Kalifornii wolą chłodniejszą wodę w pobliżu wybrzeża, podczas gdy żółwie skórzaste gromadzą się w pobliżu tak zwanego frontu upwelling, w którym dwie różne masy wody zbiegają się i przenoszą składniki odżywcze bliżej powierzchni. Zarówno lwy morskie, jak i skórzaste są krzywdzone, gdy przyłapane są jako przyłów przez łodzie rybackie atakujące włócznika, które spotykają się w całej Kalifornii.

„Nie możemy chronić tych zwierząt przed ludźmi przy użyciu [statycznych] obszarów chronionych” - dodaje Crowder. „Jeśli zamkniesz obszary, w których znane są żółwie kłód, zamkniesz cały Ocean Spokojny”. Ale jeśli użyjesz danych pogodowych i modeli statystycznych, aby pokazać, że kłótnie preferują określone temperatury wody, możesz po prostu zamknąć regiony oceanu, które są tymi temperaturami, zmieniając je z dnia na dzień.

Crowder i współpracownicy z National Oceanic and Atmospheric Administration wykorzystali swoje dane zebrane przez ponad dwie dekady do opracowania narzędzia o nazwie EcoCast, które pokazuje rybakom codzienną mapę, na której jest więcej włócznika niż przyłowów. Modelowanie statystyczne wykazało, że gdyby rybacy korzystali z EcoCast w sezonach połowowych 2012 i 2015 (odpowiednio lata ze względu na ich uśrednienie i wyjątkową ciepłość), mogliby łowić na co najmniej 125 000 mil kwadratowych więcej niż mieli dla nich dostęp, bez znacznego ryzyka boli żółwie. Sprawienie, by szermierze rzeczywiście skorzystali z tego narzędzia, to kolejne pytanie - jak dotąd jego dane mają jedynie charakter doradczy. Ale Crowder mówi, że nikomu nie zależy na zmuszaniu do zamknięcia łowiska z powodu zbyt wielu interakcji z zagrożonymi gatunkami.

EcoCast copy.png Mapa EcoCast na 11 kwietnia 2019 r. (EcoCast)

Podobne narzędzia są opracowywane w celu ochrony innych gatunków. Naukowcy z University of Delaware stworzyli narzędzie do mapowania i modelowania, aby pomóc rybakom atakującym mniejsze ryby komercyjne, takie jak krakacz i bas, uniknąć zagrożonego jesiotra atlantyckiego - wygrana, ponieważ masywne ryby, które średnio 300 funtów zniszczyłyby sieci zbudowane dla mniejsza ofiara. Na północno-zachodnim wybrzeżu Pacyfiku oceaniczna organizacja non-profit Oceana pracuje nad systemem, który tymczasowo zamknie połowy kraba Dungeness - lub zablokuje niektóre rodzaje sprzętu - na podstawie raportów o przemieszczaniu wielorybów przez floty obserwujące wieloryby.

Niektórzy twierdzą jednak, że dynamiczne zarządzanie oceanami nie jest lekarstwem na wszystko. Geoff Shester, dyrektor kampanii w Kalifornii i starszy naukowiec w Oceanie, mówi, że prawdziwym problemem związanym z połowem włócznika na Pacyfiku jest sprzęt używany przez rybaków. Na tym łowisku łodzie rybackie ustawiały na noc sieci o długości mili. Te „dryfujące sieci skrzelowe” unoszą się swobodnie w oceanie, dopóki następnego dnia nie powrócą statki rybackie, aby odzyskać sieci. To „zbyt mało selektywne”, mówi Shester. Niektóre szacunki mówią, że rybacy wyrzucają 60% tego, co łapią w pławnicę, dodaje Shester. Gdyby rybacy używali modelu predykcyjnego, aby uniknąć żółwi morskich, „teraz popchnęliśmy ich do wyższych poziomów przyłowów [innych] gatunków, na których nam zależy” - mówi. „Nigdzie w kalifornijskim nurcie nie ma czegoś takiego jak hotspot”. (Crowder mówi, że praca jego zespołu „dotyczyła głównych gatunków budzących obawy”, chociaż zgadza się, że zwierzęta są „naprawdę naprawdę bezpieczne przed przyłowem, jeśli wyeliminuje się łowisko”).

Gdzie indziej dynamiczne taktyki zarządzania oceanami odnoszą więcej sukcesów. Centrum rybołówstwa NOAA na wyspach Pacyfiku dostarcza codzienną mapę, zwaną TurtleWatch, aby pomóc przemysłowi mieczników unikać żółwi na północ od Hawajów przez około dekadę. Dane zebrane przez NOAA wykazały, że połowa wszystkich „interakcji” żółwia - gdy żółw jest zaczepiony o żyłkę lub złapany w sieć - ma miejsce w wąskim paśmie wody, w którym temperatura wynosi między 63, 5 a 65, 5 stopni Fahrenheita. NOAA publikuje mapę z grubsza każdego dnia jako wskazówkę, aby pomóc statkom rybackim wiedzieć, gdzie kierować łodzią.

„To naprawdę wyjątkowy produkt, który pomaga rybakom uniknąć przyłowów żółwi” - mówi Todd Jones, główny naukowiec w programie biologii i oceny morskich turtle morskich NOAA. TurtleWatch, w połączeniu z nowymi przepisami dotyczącymi rodzajów narzędzi połowowych, pomógł zmniejszyć interakcje żółwia na obszarze 400 000 kwadratowych mil morskich z 400 rocznie do 10.

Ale TurtleWatch jest częściowo ofiarą własnego sukcesu. Gdy interakcje żółwia spadły, rybacy przestali się martwić prawdopodobieństwem złapania żółwia - i tak łowili w przedziałach temperatur, w których żółwie są najbardziej prawdopodobne. Oznacza to, że łowisko dwa razy z rzędu osiągnęło pułap interakcji żółwia - kiedy to nastąpi, łowisko zostanie natychmiast zamknięte na resztę roku.

sailfish.jpg Zespół Crowdera przyczepia znacznik do żaglowca u wybrzeży Kostaryki na wczesnym etapie kolejnego projektu dynamicznego zarządzania oceanami. (Robbie Schallert)

W Kalifornii to nie zdjęcia satelitarne ostatecznie ocalą żółwie, przynajmniej według Shestera - jest to zakaz dryfujących pławnic, który wchodzi w życie w 2023 r., Popchnięty w dużej mierze przez Oceanę. (Wtedy Gov. Jerry Brown podpisał ten akt prawny 27 września 2018 r.)

Ale także ten zakaz jest formą dynamicznego zarządzania oceanami. Shester mówi, że oczekuje się, że stanowa sieć dryfujących sieci skrzelowych przejdzie na rodzaj sprzętu zwanego sprzętem boi głębokiego osadzenia, gdzie haczyk z przynętą jest zrzucany na ponad tysiąc stóp do oceanu.

„W ciągu dnia miecznik pływa na tej głębokości, głównie sam”, mówi Shester. „Więc w zasadzie głęboko osadzony boja to dynamiczne zamknięcie”. Gdyby statki rybackie były zobowiązane do używania narzędzi, które zanurzyły się na głębokość 1200 stóp pod powierzchnią morza, odpowiada to, jak mówi, dynamicznemu zamknięciu powierzchni morza. „I to opiera się na ruchach tych zwierząt”.

Shester mówi, że możesz myśleć o dynamicznym zarządzaniu oceanami jako spektrum opcji. Możesz mieć masowe narzędzia połowowe, używane w określonym czasie, miejscu lub sezonie, gdy w pobliżu jest tylko jeden gatunek ryby. Lub możesz mieć bardzo ukierunkowany sprzęt używany w niedyskryminacyjnych czasach. „Musimy przestać myśleć w dwóch wymiarach, kiedy mówimy o obszarach chronionych. Możesz przejść do trzech wymiarów, ponieważ głębokość jest tak ważnym czynnikiem. Czas, obszar i głębokość”.

„To nie jest panaceum” - dodaje. Ale „to, co zrobi dynamiczne zarządzanie oceanami, otworzy cały zestaw możliwości, aby w końcu rozwiązać problemy przyłowów, jednocześnie oszczędzając rybołówstwo. W końcu dostarczy nam narzędzi do rozwiązania tych problemów za pomocą technologii”.

Crowder dodaje: „Kluczową rzeczą jest to, że istnieje możliwość znalezienia stosunkowo bezpiecznych miejsc do prowadzenia połowów komercyjnych. Może [my] możemy dojść do sytuacji, w której wszyscy wygrywają, w której chronisz gatunki będące przedmiotem zainteresowania i podtrzymujesz łowisko ”.

Jak naukowcy wykorzystują dane w czasie rzeczywistym, aby pomóc rybakom uniknąć przyłowów