新遙感地圖顯示巴西亞馬遜總生物量

近日，發(fā)表于《科學(xué)數(shù)據(jù)》期刊上的一篇論文公布了一張顯示巴西亞馬遜地區(qū)所有地上生物量的新地圖。該地圖使用機(jī)載激光掃描和衛(wèi)星圖像，通過(guò)實(shí)地森林清查進(jìn)行校準(zhǔn)，并通過(guò)重型計(jì)算機(jī)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行整合，反映了世界上有史以來(lái)最大規(guī)模的熱帶雨林生物量調(diào)查。

印度尼西亞的熱帶叢林。?綠會(huì)融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

南美洲的亞馬遜流域是全球環(huán)境討論中的一個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)和熱點(diǎn)話題，因其廣泛的生態(tài)系統(tǒng)、多樣的生物多樣性、氣候調(diào)節(jié)作用以及對(duì)人類的生態(tài)服務(wù)而廣受關(guān)注。直到最近，亞馬遜森林還是碳的凈匯，是地球重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。然而，最近的研究結(jié)果表明，森林可能正在失去其碳匯容量，并成為大氣的碳源。

全球碳循環(huán)的科學(xué)不斷發(fā)展，在估計(jì)循環(huán)中的化石燃料成分方面取得了重要進(jìn)展。這突出了解決大氣中溫室氣體濃度持續(xù)增加這一關(guān)鍵問(wèn)題的緊迫性。全球碳循環(huán)的非化石燃料部分具有很大的不確定性。它與陸地活動(dòng)有關(guān)，如植被覆蓋的變化（特別是在熱帶地區(qū)）或農(nóng)業(yè)（二氧化碳排放權(quán)重不如甲烷或一氧化二氮）。

陸地上儲(chǔ)存的碳相當(dāng)于幾十年的化石燃料排放，而日益增加的人為干擾減少了碳在自然生態(tài)系統(tǒng)中的停留時(shí)間。森林在許多對(duì)人類至關(guān)重要的生態(tài)過(guò)程和動(dòng)力學(xué)中也發(fā)揮著作用，如光合作用、水文循環(huán)和能量流動(dòng)。對(duì)亞馬遜地區(qū)碳儲(chǔ)量和碳通量的估計(jì)非常不確定。對(duì)已公布地圖的比較顯示，該地區(qū)的森林生物量存在巨大差異，這可能導(dǎo)致在計(jì)算森林砍伐、森林退化和其他土地覆蓋變化產(chǎn)生的碳排放量時(shí)存在高度不確定性。

森林生態(tài)系統(tǒng)十分復(fù)雜，往往難以進(jìn)入。對(duì)大多數(shù)熱帶森林的地面觀測(cè)具有有限的時(shí)間和空間分布，通常覆蓋面積小于1公頃，其空間分布可能不能代表景觀。此外，由于存在或不存在大型單株樹(shù)木，它們的有限尺寸可能會(huì)導(dǎo)致生物量估計(jì)的重大不確定性。

該論文第一作者、巴西國(guó)家空間研究所的高級(jí)研究員Jean Ometto說(shuō)：“我們根據(jù)對(duì)分布在該地區(qū)所有植被類別的3600平方公里樣帶（橫切該地區(qū)的橫截面，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量）的調(diào)查，估計(jì)了亞馬遜雨林的總生物量。結(jié)果顯示，平均每公頃174公噸的生物量，最高每公頃518噸?！?/p>

主要調(diào)查在連續(xù)兩次活動(dòng)（2016-2017年和2017-2018年）中部署了機(jī)載激光掃描，收集了森林所有地區(qū)901個(gè)樣帶的數(shù)據(jù)。每個(gè)樣帶至少相當(dāng)于375公頃，長(zhǎng)12.5公里，寬300米。

主要的調(diào)查儀器是一架低空飛行的塞斯納飛機(jī)上的激光雷達(dá)（光探測(cè)和測(cè)距）傳感器，平均每平方米發(fā)射8個(gè)激光脈沖。地上生物量以千克為單位進(jìn)行估算，基于樹(shù)的胸徑、總高度和木材密度。

Ometto說(shuō)：“這些結(jié)果是對(duì)整個(gè)地區(qū)進(jìn)行推斷的。數(shù)學(xué)處理使我們能夠以令人滿意的精度估計(jì)地面以上的生物量含量，約為750億噸。這是地上生物量，不包括樹(shù)根?！?/p>

考慮到2019-2022年期間發(fā)生的大量森林砍伐，亞馬遜地區(qū)的生物量總量現(xiàn)在一定要小一些。森林砍伐地區(qū)的生物量損失和相應(yīng)的二氧化碳排放量可以通過(guò)將地圖與巴西國(guó)家森林研究所的森林砍伐衛(wèi)星監(jiān)測(cè)服務(wù)（PRODES）的數(shù)據(jù)相互參照來(lái)計(jì)算。

Ometto說(shuō)：“我們并不是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)靜態(tài)地圖，而是要生成一個(gè)時(shí)間序列。如果我們?cè)谝粌赡旰笾貜?fù)調(diào)查，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)生物量是增加了還是減少了?！?/p>

在亞馬遜可能接近臨界點(diǎn)的強(qiáng)烈警告之際，當(dāng)其生物量面臨退化為不同類型森林結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，該地圖提供了關(guān)鍵信息，以支持規(guī)劃、保護(hù)和可持續(xù)管理的決策。

此外，調(diào)查還產(chǎn)生了一些非常有趣的發(fā)現(xiàn)，包括前哥倫布時(shí)代的地理標(biāo)志，表明亞馬遜地區(qū)過(guò)去人口相對(duì)稠密。他們還證實(shí)，森林中最高的樹(shù)是亞馬遜蘇木(Dinizia excelsa)，其樹(shù)冠高出森林地面88.5米。

該生物量圖呈現(xiàn)了森林生物量密度的連續(xù)空間分布值，覆蓋了地面數(shù)據(jù)有限的整個(gè)亞馬遜。巴西向《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》提交的國(guó)家信息通報(bào)為估算巴西亞馬遜地區(qū)地上和地下生物量的空間變化而歷來(lái)采用的地圖，是基于20世紀(jì)70年代初至20世紀(jì)80年代初進(jìn)行的大規(guī)模森林清查的遙感和插值，稍后添加額外的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)。巴西在上一次提交的材料中納入了這項(xiàng)研究的結(jié)果，作為計(jì)算土地利用、土地利用變化和林業(yè)部門排放量的參數(shù)。

?綠會(huì)融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

本文為 #拉丁美洲可持續(xù)發(fā)展前沿# 系列第112集。

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文 | Daisy

審 | Maggie

排版 | Daisy

【參考鏈接】

1.https://www.nature.com/articles/s41597-023-02575-4

2.https://phys.org/news/2023-12-above-ground-biomass-brazilian-amazon.html

3.Citation: Ometto, J.P. et al, A biomass map of the Brazilian Amazon from multisource remote sensing, Scientific Data (2023). DOI: 10.1038/s41597-023-02575-4