Mapeo de vegetación para la restauración de ecosistemas

Mapeo de vegetación para la restauración de ecosistemas

Mapeo de vegetación para la restauración de ecosistemas

Este proyecto está Activo

Los mapas de vegetación proveen una importante herramienta para guiar acciones de manejo para la restauración de los ecosistemas terrestres en las Islas Galápagos, al responder a preguntas como las siguientes: ¿Cuál es el área aproximada cubierta por una especie de planta invasora y cuánto esfuerzo requeriría su control? ¿Cómo está cambiando la composición de las especies de plantas a lo largo del tiempo? ¿Existen composiciones de especies de plantas que favorezcan o limiten el rango de hábitat de los animales amenazados?

Utilizamos imágenes satelitales y de drones para generar mapas de muy alta resolución que muestran la distribución y abundancia de especies de plantas invasoras, como mora (Rubus niveus), guayaba (Psidium guajava), cedrela (Cedrela odorata), cascarilla (Cinchona pubescens) y especies de plantas endémicas clave, como Scalesia pedunculata o Miconia robinsoniana.

Nuestro equipo de investigación

Heinke Jäger

Investigador principal

Heinke empezó a trabajar en la ECCD en 1998, primero con la cascarilla introducida (Cinchona pubescens) y después con especies de plantas raras y amenazadas. Después de recibir su PhD de la...

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Carolina Carrión Klier es especialista geoespacial en la Fundación Charles Darwin, donde empezó a trabajar en el 2016. Recibió su maestría en Ciencias Ambientales e Hidrología Ambiental en la...

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Otros colaboradores:

Mateo Reyes (Technishe Universität Berlin), Jorge Luis Rentería (University of Utah), Daniel Orellana (Universidad de Cuenca)

Detalles del proyecto

Video sobre el mapeo de especies de plantas invasoras en Galápagos.

¿Cómo lo hicimos?

Combinamos un poco de diversión volando drones en el aire fresco de la zona montañosa de Galápagos, con muchas tazas de café mientras trabajamos en algoritmos de aprendizaje automático detrás del computador, para encontrar la receta perfecta para mapear varias especies de plantas.

Distribución de las especies de plantas endémicas, autóctonas e invasoras en el lugar de visita "Los Gemelos" en Santa Cruz, a partir de una imagen satelital multiespectral WorldView 2 (izquierda) y de una foto capturada con un dron DJI Inspire-1 (derecha). Mapas: C. Carrión, FCD..

Utilizamos tecnología de punta, nuestros recursos principales son fotografías aéreas capturadas con drones (DJI Inspire 1 y Mavic Pro) e imágenes satelitales de muy alta resolución (WorldView-2) donadas por DigitalGlobe Foundation, a través de Brown University. Las fotografías aéreas capturadas con drones tienen un alto nivel de detalle, el cual nos permite identificar visualmente y delinear la presencia de las especies de plantas en áreas de muestreo. Si bien las imágenes satelitales WorldView-2 con las que trabajamos tienen menor resolución que las fotografías de dron, su potencial radica en que cubren toda el área de estudio y son multiespectrales. Esto quiere decir que cuentan con ocho canales de color (en vez de tres como es el caso en las imágenes satelitales de Google Earth). Entre esos ocho canales espectrales existen algunos que cubren el rango infrarrojo, el cual es muy útil para caracterizar a especies con distintos niveles de clorofila. Combinando la información capturada con el dron con la información de color en la imagen satelital, entrenamos un modelo estadístico de clasificación llamado “Random Forest”. Este modelo identifica una especie a partir de sus características de color y luego extrapola esa información a la extensión total de la imagen satelital. De esta manera se obtiene una aproximación de la distribución espacial y abundancia de cada especie.

Diagrama de la metodología aplicada: A partir de las fotografías de dron, se identifican y delinean las especies individuales. Las figuras delineadas son luego aplicadas a la imagen satelital multiespectral mostrada a la derecha. Se crea un modelo de clasificación basado en las características de color de cada especie que luego se aplica a toda la imagen satelital. Diagrama: C. Carrión, FCD.

¿Qué hemos alcanzado?

Hemos creado mapas de la distribución y abundancia de las especies de plantas invasoras y nativas más dominantes y de las especies endémicas clave, presentes en la zona húmeda de Santa Cruz, Floreana, Isabela y Santiago. También estamos documentando los cambios en las comunidades vegetales a lo largo del tiempo, comparando los mapas generados a partir de las imágenes actuales con los obtenidos a partir de imágenes satelitales de años anteriores.

Nuestro objetivo principal es elaborar mapas detallados de la vegetación, que ayuden a orientar las acciones de manejo que realiza la Dirección del Parque Nacional Galápagos (DPNG) y así contribuir a la conservación de las especies únicas de Galápagos.

Nuestros resultados

Un breve resumen de algunos de los mapas que hemos elaborado en el contexto de este proyecto para las zonas protegidas.

  • Mora - Rubus niveus - Invasora
    Santa Cruz (WV-2), Floreana (WV-2), Isabela (Dron), Santiago (Dron)
  • Guayaba - Psidium guajava - Invasora
    Santa Cruz (WV-2), Floreana (WV-2), Isabela (Dron), Santiago (Dron)
  • Cedrela - Cedrela odorata - Invasora
    Santa Cruz (WV-2), Floreana (WV-2), Isabela (GE)
  • Cascarilla - Cinchona pubescensInvasora
  • Pasto elefante - Pennisetum purpureumIntroducida
  • Aguacate - Persea americanaIntroducida
  • Scalesia pedunculataEndémica
    Santa Cruz (WV-2, Dron), Floreana (WV-2), Santiago (Dron), San Cristóbal (Dron), Cambios en Los Gemelos, Santa Cruz (Dron).
  • Scalesia cordataEndémica
    Isabela (Dron)
  • Miconia robinsonianaEndémica
    Santa Cruz (WV-2)

Fuente principal (en paréntesis):
Refleja la resolución final del mapa producido

  • Dron: Imágenes de dron del proyecto (~5 cm de resolución)
  • WV-2: Imágenes satelitales multiespectrales WorldView-2 (0.5 m de resolución)
  • GE: Imágenes satelitales de Google Earth

Mapa: C. Carrión, FCD


Keywords: Especies de plantas invasoras, Especies de plantas endémicas, Mapas, Drones, Imágenes satelitales multiespectrales

Referencias bibliográficas

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• Vilà, M., Espinar, J.L., Hejda, M. et al. (2011). Ecological impacts of invasive alien plants: A meta-analysis of their effects on species, communities and ecosystems. Ecol Lett., 14(7), 702-708. doi:10.1111/j.1461-0248.2011.01628.x

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