全球紅樹林流失的根源
研究人員使用來自NASA-US聯(lián)合地質(zhì)調(diào)查Landsat計(jì)劃的高分辨率數(shù)據(jù),繪制了第一張2000年至2016年全球紅樹林棲息地變化原因的地圖,這是幫助這些重要的海岸線維護(hù)者進(jìn)行保護(hù)工作的寶貴工具。

紅樹林是強(qiáng)壯的樹木和灌木,生長在地球熱帶和亞熱帶海岸線的咸,濕,泥濘的土壤中。它們保護(hù)海岸線免受侵蝕和暴風(fēng)雨的破壞 ; 將碳儲(chǔ)存在它們的根,樹干和土壤中;并為重要的海洋生物提供棲息地。研究表明,在此期間,紅樹林的棲息地總體減少了。但是,自然因素(例如侵蝕和極端天氣)造成的損失下降的速度比農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等人為因素下降的速度慢。對(duì)于試圖防止損失或重建新棲息地的自然資源保護(hù)者和資源管理者來說,這一發(fā)現(xiàn)突出表明了需要制定應(yīng)對(duì)自然損失原因的策略的需求。
全球地圖將使研究人員受益于調(diào)查紅樹林得失的碳循環(huán)影響,以及幫助保護(hù)組織確定在何處保護(hù)或恢復(fù)這些重要的沿海生境。
保護(hù)沿海邊界
2010年,紅樹林覆蓋了約53,000平方英里的地球海岸線,跨越了咸水和泥濘土壤之間的界線,它們的根系像踩高蹺一樣長。這些生態(tài)系統(tǒng)大多數(shù)位于東南亞,但遍布全球的熱帶和亞熱帶緯度。
馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的環(huán)境科學(xué)家洛拉·法托因博·阿格(Lola Fatoyinbo Agueh)說,這些強(qiáng)壯的樹木和灌木叢給環(huán)境帶來了“三重打擊”。紅樹林是獨(dú)特的高效碳匯:碳儲(chǔ)存在大氣中的地方。它們僅占地球森林覆蓋率的3%,但是如果將它們?nèi)靠撤ィ鼈儗⒄既蛱寂欧帕康?0%。紅樹林適應(yīng)了咸水,強(qiáng)潮,低氧土壤和溫暖的熱帶溫度,可以保護(hù)海岸線免受侵蝕和風(fēng)暴潮的侵襲,并為海洋生物提供“養(yǎng)育之所”。
法托因博說:“紅樹林為海岸線提供保護(hù),免受極端風(fēng)暴和潮汐的影響。” “由于它們是兩棲樹木,其根部結(jié)構(gòu)可以保護(hù)內(nèi)陸地區(qū)免受沿海污染,并且還可以保護(hù)內(nèi)陸地區(qū)免受沿海污染,因?yàn)樗鼈兡軌蚍e聚來自上游或沿海地區(qū)的大量土壤。他們把這些沉積物扎根于他們的根部,并在本質(zhì)上生長新土地。如果您的地區(qū)由于海平面上升而使侵蝕加劇,那么紅樹林可能會(huì)阻止這種情況。”
幾十年來,紅樹林一直受到森林砍伐的威脅,因?yàn)樵谶^去的50年中,農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),城市發(fā)展和伐木業(yè)造成了超過四分之一的紅樹林損失。東南亞的森林遭受的打擊尤其嚴(yán)重,因?yàn)橛《饶嵛鱽喌葒?地區(qū)清除了紅樹林,為蝦類和稻米的種植騰出了空間。
在計(jì)劃對(duì)這些關(guān)鍵森林的保護(hù)或恢復(fù)工作時(shí),專家需要了解對(duì)其區(qū)域的主要人為和自然威脅。Fatoyinbo和她的同事使用Landsat 5、7和8的高分辨率圖像,使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法創(chuàng)建了2000年至2016年之間紅樹林損失的高分辨率地圖,還有一個(gè)重要的補(bǔ)充:他們展示了造成這些損失的原因。
研究小組發(fā)現(xiàn),在研究期間損失了近1300平方英里的紅樹林,約占全球紅樹林面積的2%。損失面積的62%是由于人為原因造成的,主要是農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖。其余原因是自然原因,包括侵蝕和極端天氣事件。
該團(tuán)隊(duì)說,在此期間,人為和自然的損失驅(qū)動(dòng)因素均下降了。但是人類的影響下降得更快。
美國國家航空航天局戈達(dá)德實(shí)習(xí)生,斯坦福大學(xué)新生后的第一作者麗莎·戈德伯格說:“一方面,這很棒。” “這表明,保護(hù)工作在地方范圍內(nèi)的有效性正在提高,人們對(duì)紅樹林的重要性,暴風(fēng)雨造成的經(jīng)濟(jì)損失和生命損失的認(rèn)識(shí)也有所提高。但另一方面,損失減少,特別是在東南亞意味著,在許多地區(qū),根本沒有更多的紅樹林會(huì)流失。”
該團(tuán)隊(duì)說,雖然自然的損失驅(qū)動(dòng)因素也有所減少,但他們的走得慢得多。損失驅(qū)動(dòng)因素比例的這種變化給保護(hù)和資源管理者帶來了挑戰(zhàn)。
戈德堡說:“主要的收獲是,保護(hù)和恢復(fù)工作應(yīng)繼續(xù)增加對(duì)評(píng)估和減輕自然威脅的重視。”
紅樹林除了在穩(wěn)定沿海生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用外,還對(duì)地球的碳循環(huán)(土地,海洋,大氣層和生物之間的碳交換)至關(guān)重要。它們的葉子掉落到土壤中并分解得很慢,形成了富含碳的泥炭,而不是釋放回大氣中。當(dāng)這些樹木和灌木被暴風(fēng)雨或洪水砍伐或破壞時(shí),這些碳會(huì)逸出到大氣中,并以溫室氣體的形式促成氣候變化。
Fatoyinbo說:“您將從紅樹林中看到的碳排放類型取決于正在發(fā)生的轉(zhuǎn)化類型。” “如果您要清理并挖掘大部分碳儲(chǔ)存在蝦塘中的土壤,則其排放速率與發(fā)生熱帶風(fēng)暴并造成破壞的排放率會(huì)有很大不同,比如說站立的樹木,但之后您可能會(huì)長大。”
該團(tuán)隊(duì)正在與非營利組織和其他組織合作,以將其數(shù)據(jù)投入使用,從而幫助進(jìn)行碳排放估算,保護(hù)規(guī)劃和其他旨在為子孫后代保護(hù)這些生態(tài)系統(tǒng)的舉措。
成長中的年輕科學(xué)家
戈德堡14歲時(shí)就開始與Fatoyinbo和David Lagomasino一起工作,從基本的實(shí)驗(yàn)室任務(wù)開始,然后迅速發(fā)展為編寫自己的紅樹林?jǐn)?shù)據(jù)分析代碼。她最近在馬里蘭州Atholton高中讀完了高中,并將于今年秋天開始在斯坦福大學(xué)攻讀本科。
法托因博說:“與莉莎的合作真的很棒。她非常鼓舞人心。” “我們與她和對(duì)紅樹林感興趣的大型國際組織進(jìn)行了很多討論,當(dāng)我們問到什么將有助于他們更好地執(zhí)行其政策和程序時(shí),我們不斷聽到需要更好的變革圖并更好地了解變革的驅(qū)動(dòng)因素是的。麗莎接過了,然后跑了。”
Goldberg計(jì)劃在她的大學(xué)學(xué)習(xí)期間繼續(xù)與Fatoyinbo的團(tuán)隊(duì)合作。
戈德伯格說:“在過去的兩年中,與洛拉及其團(tuán)隊(duì)一起工作是一種榮幸。” “很難找到一個(gè)無論您的年齡和專業(yè)水平如何都能得到人們?nèi)绱酥С值沫h(huán)境,這對(duì)我上大學(xué)時(shí)的研究工作來說是無價(jià)的。這種環(huán)境是NASA和Goddard獨(dú)有的。”

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