研究人员正在使用美国国家航空航天局的地球观测来监测河狸恢复对易干旱生态系统水资源可用性的影响。学分:美国宇航局/博伊西州立大学
据美国宇航局（Kaitlin Carpenter）：生态学家和牧场主都知道，拥有健康海狸种群的河流和溪流支持着更多的生物多样性，更具抗旱能力，并能在一年中更多的日子里保持土地上的水分。但是，目睹大自然的工程师对一条溪流的影响，要比在整个地区进行测量，或者在一百条溪流中选择哪一条是重新引入海狸的理想地点要容易得多。
现在，美国宇航局在爱达荷州支持的一项工作将遥感数据添加到一套工具中，这套工具用于预测哪些河流可以支持海狸，并监测它们回来后水和植被如何变化。
美国宇航局与自然资源保护者合作
科学家乔迪·布兰特和尼克·科拉里克在为牧场主进行水监测工作时，听说了“海狸热”。牧场主已经不再把海狸视为讨厌的东西，而是把它们招到自己的土地上。布兰德现在是博伊西州立大学人类环境系统的副教授，尼克·科拉里克是她的博士生。Brandt带领一个团队使用美国宇航局的地球观测数据来帮助量化海狸如何对当地生态系统产生巨大而积极的影响。她与犹他州立大学的沃利·麦克法兰和乔·惠顿合作，他们开发了海狸恢复评估工具(BRAT)。
该团队将重点放在爱达荷州和附近地区，因为虽然潮湿的生态系统只占景观的5%，但这些地区对旱季生活在该地区的90%以上的物种至关重要。布兰德的团队与数十个当地鱼类和野生动物组织、流域管理者、土地信托、保护和恢复非政府组织以及个体牧场主合作。
将来自NASA任务的水和植被数据添加到他们的过程中解决了两个主要挑战:如何量化随时间的变化以及如何持续监测大面积区域。
地球观测简化结果
派人到野外进行测量是一项耗时的工作，对于在偏远地区工作的小型研究团队来说，成本可能会很高。这也是限制性的，因为人类一次只能参观一个地方，而且不一定是在所有季节。
美国宇航局的地球观测任务舰队收集了世界上大片地区的数据，并定期和跨季节地经过相同的地区。研究人员可以实时观察一个地区，也可以回顾过去几周、几个月甚至几年的情况。就布兰德的团队而言，科学家们正在将来自地球科学任务(如Landsat和Sentinel)的数据转化为更多人可以理解和使用的信息。
爱达荷州渔猎局的科里·莫斯比对卫星数据如何扩展他的船员监控本州数英里水路的能力感到兴奋。他说，他们想要建立的是更多的植被。或者，正如他所说的，“更多的绿色食品”来支持野生动物和家畜。
当爱达荷州的春雪融化时，如果没有中断，水直接流过土地，顺流而下，流入海洋。当海狸在溪流上筑坝时，它们自然地分散并在陆地上保持更长时间的水，这支持了更多的植物，并创造了像池塘和草地这样的栖息地。莫斯比说，恢复后的生态系统为水生物种——如鲑鱼和鳟鱼——以及陆地生物——如鼠尾草松鸡和骡鹿提供了更好的生存环境。大坝也为牛创造了更多的新鲜饮用水和更好的牧场，并且它们使地貌更能抵御火灾和干旱。
根据莫斯比的说法，遥感数据有助于他们监测更多的区域，并量化这些积极的变化。“今年晚些时候，我们将看到更宽的绿色矿脉，在这个季节的晚些时候，我们将看到更多的水。”
这幅自然色的Landsat 9卫星图像显示了爱达荷州中南部的一个区域，包括鲍溪、小伍德河和鲍溪路。浓密的绿色斑块表明由于海狸的重新引入，植被更多，而狭窄的绿色斑块限制了海狸的活动。鸣谢:美国宇航局地球观测站
这是爱达荷州养牛场主杰伊·王尔德亲眼所见的反应。2014年，他开始用海狸再造来恢复河流。到2022年，他已经是一名“海狸信徒”现在，爱达荷州普雷斯顿附近的桦树溪沿岸有200多座海狸水坝，导致这条小溪一年中多流了40天。
海狸的重新繁殖也可以恢复受威胁鱼类的栖息地。据犹他州立大学的研究员Nicolaas Bouwes说，俄勒冈州Bridge Creek的一个项目使虹鳟鱼增加了170%。
犹他州立大学的麦克法兰补充说，这是重新引入海狸的额外效果。“在捕捉海狸之前，海狸水坝几乎遍布西部。因此，我们试图尽可能将河狸坝的密度恢复到历史水平，”他说。“通过这样做，我们建立了重要的抗旱能力，恢复了河流地区。我认为美国国家航空航天局很有远见，意识到这些事情是如何联系在一起的。”
河狸改造的决策支持工具
美国国家航空航天局应用科学生态保护项目区资助了海狸重建项目。项目副经理辛迪·施密特(Cindy Schmidt)最近加入了爱达荷州的团队，建造类似海狸坝的建筑——人类创造的临时建筑，帮助海狸在某个地区安家。施密特说，在看到海狸如何造福于土地后，“我成了一名海狸信徒”。
该项目包括四个部分:更新现有的海狸恢复评估工具，创建两个使用地球观测来测量海狸重新野生化影响的应用程序，以及一个用于比较实地照片的智能手机应用程序。
1.每月mesic资源恢复监测援助(MRRMaid):该应用程序使用来自欧洲航天局的Sentinel-1和Sentinel-2卫星的数据，以10米的分辨率量化地表水和Mesic植被(生长在河流和溪流附近的植物)。这是对仅使用30米数据的产品的改进，因为它可以捕捉池塘等小型波动水体。MRRMaid还使用来自NASA-美国地质调查局的Landsat任务的历史数据以及机器学习来估计过去和未来的地表水。这对于比较海狸到达前后的结果很有用。
2.Mesic植被持续性(MVP):这个应用程序使用Sentinel-2和Landsat数据来产生mesic植被的近实时测量。测量这种植被是了解溪流或小溪流向的一个代理，但可能太小或太窄而无法直接检测。
3.河狸恢复评估工具(BRAT):由犹他州立大学运行的现有工具，使用土地火灾数据，BRAT评估一个站点支持河狸种群和作为河流保护和恢复代理的潜力。在美国宇航局的支持下，BRAT正在得到改进，因此任何人都可以使用它来评估美国各地的网站
4.Phlux:这个智能手机应用程序将允许现场人员比较同一地区的照片，并检查随时间推移的可见变化。这样的地面观测也有助于验证卫星数据。
数据支持地面人员
布兰特说:“使用卫星数据进行监测的真正价值在于，地面上的人们正在努力工作，实施诸如增加水的可用性、增加鱼类和物种栖息地之类的事情。”“我们给予他们的支持越多，这些做法就能越广泛地扩散。”
目前的项目将持续到2025年，旨在让各种决策者更容易使用这些工具。除此之外，该团队还着眼于扩展到附近拥有相似地形和水资源管理策略的州。
