Policzyć pingwiny!
Zespół obserwatorów prowadzący zliczenia gniazd pingwinów z powierzchni ziemi (od lewej): dr H. Galera , dr M. Wódkiewicz , M. Michalik, J. Spryszak
Fot M. Korczak-Abshire
Najważniejszym ogniwem w łańcuchu pokarmowym Oceanu Południowego jest kryl (Euphausia superba). Jest on głównym źródłem pokarmu dla większości występujących tam ptaków i ssaków morskich. Jest to największe, jeśli chodzi o biomasę, źródło białka zwierzęcego w wodach oceanów. Najobficiej występuje on w pasie wód, które latem są wolne od stałej pokrywy lodowej, a zimą pokryte są stałym lub dryfującym lodem. W Oceanie Południowym dominuje prosty i krótki łańcuch pokarmowy: producenci pierwotni (okrzemki) — roślinożercy (kryl) — drapieżniki (płetwonogie, pingwiny oraz wieloryby). Kryl eksploatowany jest również komercyjnie. By nie doprowadzić do zachwiania delikatnej równowagi ekosystemu antarktycznego w 1982 r. powołano Konwencję o Zachowaniu Żywych Zasobów Morskich Antarktyki (ang. Convention for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources, CCAMLR), wprowadzano kontrolę odłowów i zainicjowano system wyznaczania limitów połowowych, na podstawie danych zebranych w ramach międzynarodowego, systematycznego programu monitoringu ekosystemu (CCAMLR Ecosystem Monitoring Program, CEMP).
Ponieważ bezpośrednie oszacowanie biomasy kryla w wodach Oceanu Południowego nastręcza wiele trudności, stosuje się metody pośrednie, czyli szacuje się liczebność populacji i biomasę tzw. gatunków wskaźnikowych (głównych konsumentów kryla). Do najważniejszych bioindykatorów należą pingwiny. Stanowią one 90% biomasy ptaków Oceanu Południo¬wego. Gatunki te większość życia spędzają na otwartym morzu, a oszacowanie wielkości ich populacji jest możliwe tylko podczas gdy wychodzą one na ląd, w celu odbycia lęgów. Jest to jednak zadanie bardzo trudne. Większość kontynentu Antarktycznego i otaczającego go morza jest skuta lodem. Tylko niewielkie skrawki lądu przede wszystkim części brzegowe, stanowiące jedynie 0,33% (<50.000 km2) powierzchni Antarktyki są wolne od lodu. Tereny te są od siebie izolowane przestrzennie, często trudno dostępne. Ponadto pingwiny mogą tworzyć liczące od kilku do kilkunastu tysięcy gniazd kolonie lęgowe, często położone na pofałdowanym terenie. Tradycyjnymi metodami - zliczania gniazd z poziomu gruntu, można zatem objąć ograniczony teren, a dokładne oszacowanie liczebności kolonii lęgowych liczących kilka tysięcy osobników jest bardzo trudne. Do rozwiązania tego problemu zdają się być idealnym narzędziem samoloty bezzałogowe (BSL) dające możliwość rejestracji obrazu nad obszarami do tej pory niedostępnymi dla obserwatorów. Ich zastosowanie pozwoli również na objęcie badaniami dużych obszarów, których monitorowanie metodami standardowymi byłoby znacznie bardziej kosztowne, a często niewykonalne.
Polski Zespół UAV (od lewej): prof. M. Rodzewicz, C. Janas, dr inż. A. Zmarz.
Fot. M. Michalik
W antarktycznym sezonie letnim 2014/2015 rozpoczęto pierwsze prace nad realizacją projektu polsko-norweskiego mającego na celu stworzenie unikatowego warsztatu naukowego do prowadzenia zintegrowanego, interdyscyplinarnego monitoringu ekosystemów antarktycznych z wykorzystaniem bezzałogowych samolotów i narzędzi geoinformatycznych: „A novel approach to monitoring the impact of climate change on Antarctic ecosystems - MONICA” (Partnerzy IBB PAN, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Instytutu Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechniki Warszawskiej, Northern Research Institute Tromsø w Norwegii).
PW-ZOOM, projekt prof. Mirosława Rodzewicza z Politechniki Warszawskiej.
Fot. M. Michalik
Nad Wyspą Króla Jerzego, położoną w Archipelagu Szetlandów Południowych, polsko-norweski zespół zrealizował loty o łącznym dystansie ok. 1500 km. Ze zdjęć wykonanych podczas lotów zliczono ponad 25 tys. gniazd pingwinów Pygoscelis w siedmiu koloniach lęgowych usytuowanych na brzegach dwóch zatok, Admiralicji i Króla Jerzego, co pokrywa się z wynikiem zliczeń wykonanych z powierzchni ziemi. Należy zaznaczyć, że do realizacji zadań, oprócz komercyjnych modeli samolotów obu zespołów, wykorzystano samolot PW-ZOOM zaprojektowany i przystosowany przez konstruktorów z Politechniki Warszawskiej do pracy w warunkach polarnych.
Kolonia lęgowa pingwinów Pygoscelis adeliae , Wyspa Króla Jerzego
PW-ZOOM, ma ok. 3,2 metra rozpiętości i waży 23 kg. Jest wyposażony w 2-cylindrowy silnik spalinowy o mocy 4,6 kM, jego pojemność pozwala na 1,5 godziny lotu z prędkością przelotową 110 km/h. Oznacz a to, że w warunkach bezwietrznych jest on w stanie przelecieć ponad 160 km, a biorąc pod uwagę konieczność zachowania rezerwy paliwa – w praktyce można realizować nim przeloty ok. 120 km.
Wykorzystanie BSL do realizacji celów monitoringu CEMP, znacznie usprawni jego proces, skróci czas wykonania oraz podniesie poziom bezpieczeństwa. O przewadze zastosowania samolotów bezzałogowych nad obserwacjami prowadzonymi z powierzchni ziemi świadczą fakty. Na uzyskanie wyników monitoringu fauny (17 tys. gniazd) nad terenami ASPA 128 (Antarctic Specially Protected Area) niezbędnym było wykonanie 6 misji fotogrametrycznych o łącznej długości 605 km samolotu PW-ZOOM, w czasie 5 godz. 30 min, podczas gdy w przypadku wypraw obserwatorów naziemnych niezbędnych było aż 8 wyjść, co w sumie zajęło 329 godzin.
Autorzy:
K. Chwedorzewska (IBB PAN, Zakład Biologii Antarktyki)
M. Korczak- Abshire (IBB PAN, Zakład Biologii Antarktyki)
R. Rodzewicz (Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Zakład Samolotów i Śmigłowców)
A. Zmarz (Uniwersytet Warszawski, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Zakład Geoinformatyki, Kartografii i Teledetekcji)
Projekt No 197810 finansowany ze środków funduszy norweskich, w ramach programu Polsko-Norweska Współpraca Badawcza realizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
