الدمج الثلاثي للميزات من صور الطائرات بدون طيار متعددة الأطياف يعزز تقييم الكربون في المانجروف على مستوى الأنواع

لماذا تهم هذه الغابات الساحلية

تقع غابات المانغروف عند التقاء اليابسة بالبحر، وتخزن بهدوء كميات كبيرة من الكربون في خشبها وتربتها الطينية. ونظراً لأن هذا «الكربون الأزرق» يساعد في إبطاء تغير المناخ، تسعى الحكومات ومنظمات الحفظ بشكل متزايد إلى حماية واستعادة المانغروف. لكن ليست كل أنواع المانغروف تخزن الكربون بنفس الطريقة. تُظهر هذه الدراسة كيف أن طائرات درون صغيرة تحمل كاميرات خاصة يمكنها ليس فقط ترسيم أنواع المانغروف المختلفة على طول ساحل صيني، بل أيضاً تقدير كمية الكربون التي يخزنها كل نوع فوق وتحت الأرض.

مشاهدة المانغروف من الأعلى

أُجريت الأبحاث في محمية جياوتشياو الطبيعية للمانغروف في خليج ينغلو، جنوب الصين، وهي منطقة محمية واسعة وغنية بالأنواع. هنا تُشكّل أربعة أنواع شائعة من المانغروف فسيفساء عبر المد والجزر، من قوائم أشجار طويلة قرب الخليج المفتوح إلى شجيرات على ضفاف الأنهار وحواف البرك. تقليدياً، يتطلب تقدير كمية الكربون في هذه الغابات أن يقطع الناس الطين اللزج، ويقيسوا أحجام الأشجار، ويحفروا الجذور والتربة — وهو إجراء بطيء ومكلف. تستطيع الأقمار الصناعية رؤية مساحات كبيرة، لكنها غالباً تفتقر إلى الدقة اللازمة لفصل الأنواع المتجاورة أو بقع الغابات الصغيرة. لذلك حلّ الفريق بطائرة درون منخفضة الارتفاع مجهزة بكاميرا متعددة الأطياف تلتقط ليس فقط الألوان العادية، بل أيضاً حواف الأحمر وقرب الأشعة تحت الحمراء، والتي تكون شديدة الحساسية لكيمياء الأوراق وصحة النبات.

ثلاثة أنواع من المؤشرات من صور الدرون

من بيانات الدرون، استخرج العلماء ثلاث مجموعات من المؤشرات حول الغابة. تصف الميزات «الطيفية» كيفية انعكاس الأوراق لألوان مختلفة من الضوء، والتي يمكن دمجها في مؤشرات نباتية مرتبطة بالحيوية والكلوروفيل. تأتي الميزات «الهيكلية» من معلومات الارتفاع ثلاثية الأبعاد، كاشفةً مدى ارتفاع المظلة عبر المشهد. تلتقط الميزات «النسيجية» مدى خشونة أو نعومة المظلة في الصور، مما يعكس اختلافات في حجم الأوراق وكثافة الفروع وشكل التاج. من خلال دمج هذه الأنواع الثلاثة من المعلومات، درب الباحثون نماذج حاسوبية تميزت أولاً بين الأنواع الأربعة للمانغروف ثم ربطت ميزات الصورة بقياسات دقيقة للكربون جُمعت في 40 قطعة أرضية ميدانية.

تمييز نوع مانغروف عن آخر

ثبت أن النهج المدمج قوي بشكل خاص في ترسيم الأنواع. عندما استخدم الفريق صوراً أساسية بالأحمر والأخضر والأزرق فقط، لم تستطع الدرون تمييز الأنواع التي لها ألوان أوراق متشابهة أو الوقوفات المختلطة بشكل موثوق. حسّن إضافة حواف الأحمر وقرب الأشعة تحت الحمراء الصورة بشكل كبير، وأدى تضمين ارتفاع المظلة إلى دفع الأداء أبعد من ذلك. أفضل تركيبة — النطاقات متعددة الأطياف الخام، ومؤشرات النبات، والارتفاع — حدّدت أنواع المانغروف بشكل صحيح تقريباً في 90% من الحالات. كان هذا أمراً حاسماً، لأن أنواعاً مثل Avicennia marina وAegiceras corniculatum قد تبدو طيفياً متشابهة لكنها تختلف بدقة في الارتفاع وشكل النمو، بينما أنواع أخرى، مثل Rhizophora stylosa وBruguiera gymnorrhiza، أطول ولها تيجان أكثر ضخامًة.

ربط بنية الغابة بالكربون المخزن

بمجرد ترسيم الأنواع، استُخدمت نفس المجموعة الثلاثية من ميزات الصورة لبناء نماذج الكربون. لكل نوع أو زوج من الأنواع، اختبر الباحثون مدى جودة متغيرات الصورة المختلفة في توقع الكربون المخزن فوق الأرض في الجذوع والفروع، وتحت الأرض في الجذور. وجدوا أن أكثر الميزات إفادة اختلفت باختلاف النوع. بالنسبة للشجيرة A. corniculatum، كانت الأنماط الدقيقة في نسيج حافة الأحمر هي الأفضل، بينما بالنسبة لـ B. gymnorrhiza كانت التباينات في نسيج نطاق الأزرق أساسية. بالنسبة للوقوفات المختلطة من R. stylosa وA. marina، كان ارتفاع المظلة البسيط متنبئاً قوياً، مما يعكس كيف أن الأشجار الأكبر تحمل كتلة حيوية أكثر. فسرت النماذج الناتجة ما يقرب من نصف إلى أكثر من 90% من التباين في الكربون المرصود، اعتماداً على النوع وما إذا كانت المخزونات فوق أو تحت الأرض مأخوذة في الاعتبار.

أين يوجد الكربون فعلاً

أدى تطبيق هذه النماذج على كامل منطقة الدراسة إلى إنتاج خرائط تفصيلية للكربون فوق الأرض وتحت الأرض وإجمالي كربون المانغروف. برز الركن الشمالي الغربي من المحمية، الذي تهيمن عليه وقوفات طويلة من R. stylosa، كبقعة غنية بالكربون، مع أعلى القيم فوق وتحت الأرض. في المتوسط، خزّن R. stylosa حوالي ضعف كمية الكربون فوق الأرض مقارنةً بالنوع ذي القامة الأصغر A. corniculatum، وتصدّر أيضاً في كربون الجذور. أما A. marina، رغم انتشارها الواسع، فكانت تحمل كربوناً معتدلاً لكل هكتار، بينما ساهمت B. gymnorrhiza بجيوب أصغر لكنها لا تزال مهمة. عموماً، خزنت الأنواع ذات الجذوع الأطول والأسمك والتياجن الأوسع كربوناً أكبر بكثير من الأكاسيب الكثيفة من الشجيرات الأقصر، رغم أن الشجيرات تحتوي على عدد أكبر من السيقان لكل مساحة.

ماذا يعني هذا للمناخ والحفظ

بالنسبة لغير المتخصص، الرسالة الأساسية هي أن المانغروف لا يمكن معاملته كشريط أخضر موحّد على الخريطة. تخزن الأنواع المختلفة كميات مختلفة جداً من الكربون، وتستجيب بشكل مختلف لما تراه الطائرات بدون طيار من حيث اللون والبنية والنسيج. من خلال الجمع بين هذه الرؤى الثلاث، تُظهر هذه الدراسة أن الدرونز النسبيًا الميسورة التكلفة يمكنها رسم خرائط لكل من الأنواع ومخزوناتها من الكربون بتفصيل عالٍ، مما يساعد المدراء على تحديد أي بقع الغابة هي الأكثر قيمة للتخفيف من تغير المناخ. مع توسع جهود حماية واستعادة نظم الكربون الأزرق، يمكن أن يوجّه هذا الفهم على مستوى الأنواع زراعة أكثر ذكاءً، وحماية مستهدفة للوقوفات ذات الكربون العالي، ومحاسبة وطنية أكثر دقة للكربون.

الاستشهاد: Chen, Y., Shen, X., Yan, C. et al. Triple-feature fusion from UAV multispectral imagery enhances species-level mangrove carbon assessment. Sci Rep 16, 11494 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40303-1

الكلمات المفتاحية: كربون المانغروف, الكربون الأزرق, طائرات بدون طيار متعددة الأطياف, ترسيم الأنواع, الاستشعار عن بعد للغابات