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2022-08-12Cómo los científicos utilizaron paisajes sonoros acústicos y datos satelitales de la NASA para evaluar la salud de la selva amazónica

NASA |Desde el espacio, partes de la selva amazónica que han sido taladas o quemadas anteriormente pueden verse completamente recuperadas con un dosel saludable, exuberante y verde. Pueden parecer lugares rebosantes de actividad y llenos de sonidos. Pero dentro de la selva tropical, la vida animal puede contar una historia diferente de daño a su entorno a través de un paisaje sonoro más tranquilo.

Danielle Rappaport, entonces estudiante de doctorado en la Universidad de Maryland y ahora cofundadora de Amazon Investor Coalition , dirigió esta investigación a partir de 2016. Ella y su equipo combinaron datos acústicos recopilados bajo el dosel del bosque con mediciones de altura de árboles de vuelos de aviones y observaciones basadas en el espacio de la tala o los incendios de los satélites Landsat. Landsat es una asociación de larga duración entre la NASA y el Servicio Geológico de EE. UU.

En los bosques que se quemaron varias veces, las grabaciones de los ruidos de los animales fueron más silenciosas que en los bosques intactos, lo que dejó lagunas en el paisaje sonoro e indicó que las especies que habían estado presentes antes ya no estaban. Cuando Rappaport se aventuró en estas partes previamente quemadas de la selva tropical para colocar las grabadoras para las mediciones científicas, dijo que podía sentir las diferencias. 

“He estado trabajando con bosques tropicales durante toda mi vida profesional”, dijo Rappaport. “Nunca había estado en un bosque tan devastado. Es algo que puedes oler, puedes oír, está en todas partes”.

Una mujer de pie en la selva tropical, con un sombrero y una camisa caqui y una mochila azul.  Está entrecerrando los ojos cuando pequeños insectos cubren su sombrero y algunos se arrastran por su cara.


La científica Danielle Rappaport está utilizando una combinación de datos satelitales y grabaciones acústicas para estudiar la salud del Amazonas. Créditos: Cortesía de Danielle Rappaport

En el primer día de caminata a través de un bosque que había sido quemado cinco veces durante el período de estudio, el asistente de campo de Rappaport renunció temporalmente debido a la naturaleza opresiva del medio ambiente. El ambiente era más duro en los bosques que habían sido quemados varias veces, dijo Rappaport. La maleza del bosque era espesa y difícil de navegar, y los insectos como las abejas sudoríparas la rodeaban. Sin embargo, estas diferencias sobre el terreno en el entorno animal no son observables cuando los bosques se miden desde el espacio, donde el dosel que ha vuelto a crecer parece casi tan verde y completo como antes de los incendios.

En lugar de elegir momentos específicos del día para apuntar a las firmas acústicas de especies conocidas, Rappaport y su equipo optaron por colocar y dejar las grabadoras en bosques degradados durante períodos prolongados para reunir un repertorio de sonido más completo e inclusivo de especies. Cuando se analizaron juntas, estas grabaciones revelaron huellas ecológicas únicas o paisajes sonoros. Cada una de las especies de ranas, insectos, aves y primates ocupa el espacio sonoro de diferentes maneras, formas que permiten analizar la biodiversidad y los sistemas ecológicos sin que los científicos estén físicamente presentes.

“Puedes pensar en el paisaje sonoro animal como una orquesta”, dijo Rappaport. “Las flautas ocupan una hora del día diferente y una banda de frecuencia diferente a la de los oboes”. 

Su equipo desarrolló una nueva forma de cuantificar la salud de los bosques mediante el análisis de paisajes sonoros con un enfoque de teoría de redes. Esto significa que al usar el paisaje sonoro digital como un todo, la música orquestal, el equipo de Rappaport pudo comprender la relación entre el nivel de impacto y la comunidad de especies, el carácter y la calidad de los instrumentos que tocan, sin necesidad de identificar todas las especies. .

“Es un paso más hacia la comprensión de la comunidad de sonido sin necesidad de saber qué especies individuales hay porque estamos empezando a escucharlas de maneras que nos ayuden a conectar la producción coordinada de sonido, incluso si no sabemos quién está haciendo la ruido”, dijo Doug Morton, científico de la Tierra en NASA Goddard y asesor de doctorado de Rappaport.

Saber dónde colocar las grabadoras y cómo interpretar la diversidad de paisajes sonoros requirió datos adicionales de las mediciones lidar tomadas entre 2013 y 2016 y los últimos 33 años de registros satelitales Landsat.

“Nuestra capacidad para analizar décadas de historia a través del registro de datos de Landsat proporcionó una base sólida para este trabajo”, dijo Rappaport.  

El programa Landsat, que marcó su 50 aniversario en el espacio este julio , permitió a los científicos mirar atrás en el tiempo. Los científicos crearon una línea de tiempo de la cubierta forestal amazónica durante las últimas tres décadas y utilizaron la historia de la degradación forestal para determinar dónde colocar los registradores. Con estos datos, el equipo tomó muestras de sonidos de lugares con diferentes niveles de actividad forestal y de incendios. 

Las mediciones Lidar explican la diversidad de paisajes sonoros al proporcionar una representación tridimensional del dosel del bosque. Los aviones sobrevolaron las áreas boscosas, recolectando datos de la altura de los árboles que ayudaron a determinar las capas del bosque entre el dosel y el suelo. 

“Esa imagen tridimensional todavía lleva un recuerdo de algunos de esos disturbios históricos”, dijo Morton.

Estos tres conjuntos de datos cuantitativos superpuestos ayudaron a Rappaport y su equipo a comprender mejor la estructura del ecosistema de los bosques amazónicos afectados por la actividad humana.

Descubrieron que los bosques quemados repetidamente tenían menos biodiversidad que los bosques que se talaron una vez. Por ejemplo, con cada incendio forestal adicional, el paisaje sonoro se vuelve más silencioso. Después de la tala, el paisaje sonoro del bosque sugirió una capacidad para recuperar la diversidad animal.

Rappaport y su equipo esperan que esta nueva técnica abra una nueva comprensión de la biodiversidad forestal amenazada por los incendios y la tala, y sobre la relación entre la biodiversidad y el carbono almacenado en los bosques amazónicos a lo largo del tiempo. Los paisajes sonoros proporcionan un medio rápido y relativamente rentable para estimar los niveles de biodiversidad en entornos tropicales complejos y generalmente ricos en especies.

“Los datos de sonido agregan una nueva dimensión a nuestra comprensión de la Amazonía”, dijo Morton. “Estoy fascinado por lo que todavía tenemos que aprender”.


Por Erica McNamee

Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA , Greenbelt, Maryland.

NASA
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NASA

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