感知颜色线索可以帮助监测红海的珊瑚健康状况

珊瑚礁是海洋生态系统的重要组成部分，是多种物种的栖息地，并支持渔业、旅游业和娱乐业等多个行业。然而，这些脆弱的生态系统正受到气候变化日益严重的威胁，海洋变暖对珊瑚动物及其共生藻类伙伴的压力越来越大。

KAUST研究人员开发的一种新的遥感工具创造了一种有效和高效的方法来监测和预测红海珊瑚白化的范围和严重程度。该研究发表在《生态与保护遥感》杂志上。

该工具由KAUST与红海珊瑚礁和海龟保护总组织SHAMS合作开发，可以通过制定有针对性的综合管理战略来优先考虑具体的干预领域，从而帮助保护管理和政策制定。它适用于红海以及世界各地。

生活在珊瑚中的藻类共享营养和资源，赋予珊瑚独特的颜色。当珊瑚处于压力之下并争夺有限的资源时，它们会“踢出”有助于营养的藻类伴侣。这会导致珊瑚褪色，珊瑚失去色素沉着，逐渐变白。这一过程会削弱珊瑚动物，使其更加脆弱：长期的白化事件会杀死珊瑚并摧毁珊瑚礁。

KAUST的Elamurugu Rajadurai Pandian说：“在气候变化中监测珊瑚礁的健康状况至关重要，卫星遥感提供了一种比传统现场采样更有效的成本效益战略，传统现场采样可能既耗时又资源密集。

新工具利用每五天通过卫星成像收集的大量数据集。虽然之前的研究使用卫星成像来监测珊瑚白化事件，但该团队通过分析白化的严重程度，将这项技术向前推进了一步。这意味着可以根据漂白的强度快速对区域进行分级。

“健康和漂白的珊瑚反射光线的方式不同，卫星可以检测到这些变化，”Rajadurai Pandian说。研究人员利用数千张卫星图像中颜色和亮度的这些差异来准确识别漂白的珊瑚。

首先，他们分析了健康珊瑚和漂白珊瑚从海底反射的光线量。然后，他们使用了一种称为最小二乘法的数学技术。这有助于识别数据中的模式，并将漂白珊瑚与健康珊瑚准确区分开来，使整体检测率更加精确和可靠。

Rajadurai Pandian说：“探测精度取决于卫星图像的大气校正，而红海靠近沙漠和频繁的沙尘暴使这一点变得复杂。”。“我们使用了一种先进的算法，消除了气溶胶和颗粒物引起的错误反射率值。这大大提高了我们模型中卫星海洋颜色数据检索的准确性，特别是在红海复杂的、充满珊瑚礁的浅水区。”

与以前的模型相比，他们的模型还提高了空间分辨率，每10米提供一次珊瑚健康的详细分析。通过监测从低到高的白化严重程度，科学家可以更深入地了解珊瑚的复原力和恢复潜力。

“通过作为珊瑚白化的预警系统，我们的方法将能够更快地做出反应，并制定更好的保护策略，”Hoteit总结道。“这种高分辨率监测将支持可持续渔业和旅游业管理，同时通过跟踪海洋生态系统的环境变化，为气候变化研究做出贡献。”