Creare partnership con le istituzioni locali

Le istituzioni ospitanti vengono selezionate in base alla loro capacità di supportare l'insegnamento in classe e sul campo, e in base al loro impegno in sfide di conservazione attive in cui la tecnologia svolge un ruolo significativo. Per esempio, il RISE Grumeti Fund in Tanzania è un luogo di formazione ideale, in quanto offre strutture didattiche, alloggi per gli studenti e gestisce iniziative attive e tecnologiche come i programmi anti-bracconaggio e di protezione dei rinoceronti.

Inoltre, diamo priorità alle istituzioni che condividono il nostro impegno a promuovere l'istruzione delle donne e dei conservazionisti all'inizio della carriera, che hanno forti legami con le comunità locali di conservazione e ricerca e che dimostrano di essere leader nell'integrazione della tecnologia nella pratica della conservazione. Queste partnership sono essenziali per garantire che il nostro programma sia sostenibile e profondamente radicato nelle comunità che intende servire.

  • Partner locali con visioni allineate in materia di istruzione, riqualificazione ed empowerment
  • Sostegno in loco da parte di donne all'interno delle organizzazioni ospitanti e collaboranti
  • Reti di educatori e formatori locali esperti nel settore delle tecnologie di conservazione
  • Le istituzioni ospitanti con forti legami con le reti locali di conservazione, ricerca e governo sono nella posizione migliore per identificare e reclutare professioniste esperte che fungano da formatrici e mentori.
  • Le istituzioni che già gestiscono altri programmi di formazione spesso dispongono di infrastrutture e sistemi logistici già esistenti, che le rendono ben attrezzate per sostenere le coorti di studenti.
  • I siti in cui viene utilizzata attivamente un'ampia gamma di tecnologie di conservazione offrono agli studenti una preziosa esposizione pratica agli strumenti in contesti reali.
  • Un impegno condiviso per la visione del programma, in particolare per quanto riguarda l'equità di genere e l'empowerment, è essenziale per creare un ambiente sicuro e solidale in cui le donne possano costruire una comunità, crescere professionalmente e sviluppare capacità di leadership.
Co-progettazione dell'istruzione con le ONG e le scuole locali

I forti partenariati con le ONG e i dipartimenti educativi locali sono stati fondamentali per il successo dei Club Arribada. Questi partenariati consentono di personalizzare i programmi di studio in base alle priorità di conservazione specifiche della comunità, come la protezione delle tartarughe marine a Principe o il monitoraggio della biodiversità in Kenya. La pianificazione collaborativa garantisce che i club rispondano alle esigenze locali e abbiano un impatto duraturo.

I partenariati efficaci si basano sulla fiducia reciproca e su obiettivi condivisi. Le ONG locali apportano competenze e conoscenze contestuali, mentre i dipartimenti educativi facilitano l'integrazione nelle scuole. Il riconoscimento di premi, come l'Earth Ranger Tech Award, rafforza i partenariati convalidando l'impatto del programma.

La creazione e il mantenimento di partnership richiedono una comunicazione chiara e una condivisione degli obiettivi. Una collaborazione regolare con i partner aiuta ad allineare gli obiettivi e le risorse, garantendo che il programma rimanga rilevante e d'impatto. L'attenzione ai rapporti a lungo termine favorisce la sostenibilità e la scalabilità del programma.

Tecnologia di conservazione pratica nell'apprendimento STEM

I Club Arribada integrano la tecnologia di conservazione nel loro programma di studi STEM per insegnare agli studenti applicazioni pratiche per il monitoraggio ambientale e la risoluzione dei problemi. Gli studenti imparano la mappatura GPS, l'analisi dei dati bioacustici, la programmazione di microcomputer e la stampa 3D per affrontare le sfide della conservazione. Progettano prototipi, analizzano i dati sulla biodiversità e creano librerie digitali di esemplari naturali utilizzando la scansione 3D, applicando direttamente il loro apprendimento agli sforzi di conservazione.

L'accesso affidabile a tecnologie moderne come stampanti 3D e dispositivi GPS consente un apprendimento pratico. La formazione degli insegnanti garantisce l'efficacia dei programmi di studio. La collaborazione con le ONG che si occupano di conservazione permette di integrare le esigenze di conservazione del mondo reale, rendendo le lezioni immediatamente applicabili e significative per l'ambiente locale degli studenti.

La manutenzione della tecnologia e il supporto continuo degli insegnanti sono fondamentali per il successo del programma. Incoraggiare gli studenti a lavorare su progetti rilevanti per la comunità aumenta il coinvolgimento e dimostra il valore reale della loro istruzione. L'equilibrio tra l'uso della tecnologia e i principi fondamentali delle STEM assicura agli studenti la formazione di competenze solide e trasferibili.

Valorizzare i giovani locali come custodi della conservazione

Il Club Arribada offre un'educazione STEM pratica e adattata alle esigenze di conservazione. Il programma di studio, svolto attraverso programmi di doposcuola in comunità poco servite, incorpora nelle lezioni le sfide di conservazione locali, favorendo un legame profondo tra gli studenti e il loro ambiente. Gli studenti fanno esperienza pratica con strumenti come GPS, microcomputer e monitoraggio bioacustico, imparando come queste tecnologie supportano la conservazione della biodiversità. Questa formazione conferisce ai giovani locali competenze tecniche essenziali per la crescita personale e comunitaria, promuovendo al contempo i futuri leader della conservazione.

Tra i fattori abilitanti fondamentali vi sono le partnership con le ONG locali (ad esempio, Fundação Príncipe, Fundação Maio Biodiversidade, Ol Pejeta Conservancy) e l'allineamento con i dipartimenti educativi. L'accesso a tecnologie accessibili, come computer portatili, microkit e stampanti 3D, è fondamentale. Il sostegno di donatori come l'Earth Ranger Tech Award ha facilitato la scalabilità e la diffusione della tecnologia, garantendo agli studenti gli strumenti per avere successo.

Il coinvolgimento tempestivo dei partner locali è fondamentale per garantire che il programma di studio rifletta le priorità di conservazione della comunità. Stabilire una fonte di finanziamento costante garantisce la sostenibilità dei club. Il feedback iterativo di studenti e insegnanti consente di migliorare continuamente il programma di studi, aumentandone la rilevanza e l'impatto.

Comunicazione accademica

I risultati del progetto sono stati diffusi attraverso diverse piattaforme accademiche e pubbliche, tra cui:

  • Un articolo accademico su Ocean-Land-Atmosphere Research (una rivista di Science Partner).
  • Contenuti in primo piano sulla piattaforma pubblica AAASScience WeChat, il mezzo di comunicazione ufficiale dell'American Association for the Advancement of Science in Cina.
  • Contributo al sito pilota del Delta del fiume Yangtze come caso di studio.
  • Integrazione nei principali progetti di ricerca oceanografica finanziati da NSFC.

Allineamento GBF: Si allinea all'obiettivo 20 del GBF.
Contributo: Migliora gli sforzi di conservazione globale condividendo metodologie scalabili.

  • La comunicazione trasparente delle sfide e delle metodologie ha migliorato l'impegno tra le varie discipline.
  • La presentazione sistematica alle parti interessate ha aumentato la consapevolezza e facilitato l'applicazione pratica.
  • La divulgazione aperta e accessibile promuove la collaborazione interdisciplinare e la condivisione globale delle conoscenze.
  • La pubblicazione di intuizioni attuabili sia in ambito scientifico che pubblico accelera la loro traduzione in pratiche di conservazione.
I fattori chiave dell'evoluzione della vegetazione

L'influenza dei fattori naturali e antropici sulla dinamica della vegetazione è stata esplorata utilizzando un modello additivo generalizzato (GAM). Questo modello ha valutato le relazioni non lineari tra i cambiamenti della vegetazione e i fattori chiave:

  • Spartina alterniflora è stata influenzata principalmente da variabili ambientali marine come la salinità e l'altezza delle onde.
  • Phragmites australis e Suaeda salsa sono state influenzate dalle precipitazioni, dalle pressioni antropiche (ad esempio, l'acquacoltura) e dalla competizione interspecifica.

La comprensione di questi fattori favorisce la gestione adattiva dell'ecosistema e il controllo delle specie invasive.

Allineamento GBF: Sostiene gli obiettivi 6 e 8 del GBF.
Contributo: I modelli predittivi migliorano la conservazione reattiva, offrendo approfondimenti misurabili sui fattori trainanti.

  • Il GAM ha catturato efficacemente le interazioni complesse e non lineari tra i driver e i cambiamenti della vegetazione.
  • L'integrazione dei dati ambientali e delle attività umane ha migliorato la robustezza dell'attribuzione dei driver.
  • La raccolta continua di dati e il perfezionamento dei modelli sono fondamentali per l'accuratezza della previsione a lungo termine.
  • La comprensione meccanicistica dei fattori ecologici è alla base dello sviluppo di strategie di conservazione lungimiranti.
Analisi delle caratteristiche spaziali e temporali della vegetazione delle zone umide

L'analisi spazio-temporale è stata condotta per rivelare i modelli di distribuzione a lungo termine della vegetazione delle zone umide all'interno dell'area protetta dal 1990 al 2022.

  • La Figura 1A illustra i cambiamenti nei modelli spaziali della vegetazione nel tempo.
  • La Figura 1B presenta la percentuale di copertura vegetale lungo il gradiente mare-terra.

Per quantificare i cambiamenti ecologici sono stati utilizzati strumenti analitici come gli indici di pattern paesaggistico, i modelli di migrazione e le dinamiche di espansione-contrazione.

Risultati principali

  • Spartina alterniflora ha mostrato un'elevata aggregazione spaziale, ma con una tendenza al declino nel tempo.
  • Phragmites australis e Suaeda salsa hanno mostrato una maggiore frammentazione e una crescente copertura spaziale.
  • La migrazione della vegetazione ha mostrato una significativa eterogeneità e una chiara distribuzione a bande lungo il gradiente terra-mare.

Allineamento GBF: Si allinea all'obiettivo 2 del GBF.
Contributo: I risultati misurabili migliorano la pianificazione del restauro, colmando le lacune di approcci gestionali uniformi.

  • L'eterogeneità temporale e spaziale richiede metodi di analisi multiformi.
  • Le analisi spaziali forniscono approfondimenti ecologici cruciali che informano le strategie di conservazione e gestione mirate.
  • L'eterogeneità temporale e spaziale delle dinamiche della vegetazione richiede approcci analitici sfaccettati.
  • Le analisi spaziali hanno rivelato modelli ecologici critici, aiutando strategie di gestione mirate.
Quantificazione dei dati e creazione del database

È stato sviluppato un database geospaziale completo, che integra i dati sulla copertura vegetale derivati dal telerilevamento con le principali variabili ambientali, climatiche e antropiche. Le metriche incluse comprendono la salinità del suolo, la temperatura della superficie del mare, la salinità dell'acqua marina e la posizione degli stagni di acquacoltura, fornendo una solida base analitica.

Allineamento GBF: Sostiene l'obiettivo 21 del GBF.
Contributo: Integra diversi strati di dati per un'analisi olistica, aggiungendo valore alle serie di dati di conservazione frammentati.

  • La validazione sul campo ha confermato l'accuratezza delle interpretazioni del telerilevamento (vedi figure 1 e 2).
  • Il database ha facilitato l'integrazione dei dati spaziali e ambientali, supportando le analisi multivariabili e la modellazione ecologica.
  • L'accuratezza dei dati di verità al suolo è fondamentale per convalidare i risultati del telerilevamento e garantire l'affidabilità del database.
  • Un database ben strutturato e multi-fonte migliora l'efficienza dell'analisi e consente studi di correlazione e causalità più sofisticati.
Identificazione del tipo di vegetazione delle zone umide

Le serie temporali degli indici di vegetazione sono state smussate utilizzando un adattamento gaussiano per ridurre il rumore ed estrarre le caratteristiche fenologiche chiave. È stato applicato un algoritmo di apprendimento profondo a foresta casuale per classificare la vegetazione delle zone umide in tre tipi dominanti: Spartina alterniflora, Phragmites australis e Suaeda salsa. L'accuratezza della classificazione dal 1990 al 2022 è stata convalidata attraverso indagini sul campo.

Allineamento GBF: Contribuisce all'obiettivo 6 del GBF.
Contributo: Riduce l'impatto delle specie invasive identificando con precisione la Spartina alterniflora per un controllo mirato, affrontando una minaccia chiave per la biodiversità.

  • L'adattamento della curva gaussiana ha minimizzato efficacemente il rumore nelle curve grezze dell'indice di vegetazione, migliorando l'accuratezza della classificazione.
  • L'algoritmo random forest ha sfruttato le differenze spettrali tra le specie, consentendo un'estrazione robusta delle caratteristiche e un'identificazione affidabile.
  • Le caratteristiche spettrali legate all'umidità della vegetazione e agli attributi strutturali hanno migliorato significativamente la separabilità tra le specie.
  • Le fasi di pre-elaborazione, come l'adattamento delle curve e il denoising, sono state essenziali per migliorare l'affidabilità della classificazione a lungo termine.
Raccolta dati

Utilizzando la piattaforma Google Earth Engine (GEE), sono stati acquisiti sistematicamente i dati di telerilevamento della serie Landsat dal 1990 al 2022, comprendendo i sensori TM5, ETM+ (Landsat 7), OLI (Landsat 8) e OLI (Landsat 9). Per garantire la qualità dei dati per le analisi successive, sono state selezionate e fuse bande spettrali chiave - infrarosso vicino (NIR), rosso e verde.

Allineamento GBF: Supporta l'obiettivo 21 del GBF.
Contributo: Migliora il processo decisionale grazie a serie di dati validati in tempo reale, aggiungendo valore agli sforzi di conservazione esistenti attraverso l'innovazione tecnologica.

  • Sono state selezionate solo le immagini di telerilevamento con copertura nuvolosa ≤10%, seguite da una correzione radiometrica e atmosferica tramite elaborazione batch.
  • Le informazioni specifiche sulla vegetazione sono state estratte utilizzando combinazioni di bande ottimizzate, sfruttando in particolare l'elevata riflettanza della vegetazione nell'intervallo NIR.
  • Le limitazioni nelle risoluzioni spaziali, temporali e spettrali hanno introdotto potenziali incertezze, evidenziando l'importanza di robusti metodi di correzione radiometrica e geometrica.
  • La fusione dei dati tra i diversi sensori Landsat è stata essenziale per ottenere serie temporali coerenti a lungo termine, anche se ha richiesto una notevole elaborazione aggiuntiva per armonizzare le risoluzioni spaziali e temporali.