Med unikke data, forskere sporer effekten af ​​Brazils Soy Moratorium på en fremadskridende landbrugsgrænse

Den brasilianske delstat Mato Grosso producerer nok sojabønner til at svare til Iowa og Illinois tilsammen. Men det spiller også hjem til frodige Amazon regnskov, en af ​​de rigeste, og mest sårbare, økologiske skatte på vores planet.

Brug af satellitbilleder og unikke jordbaserede oplysninger, grænsefladen mellem stærkt mekaniseret landbrug og regnskov i Mato Grosso er vist med usædvanligt detaljerede detaljer i en ny undersøgelse ledet af Jude Kastens, forskningslektor ved Kansas Applied Remote Sensing Program i Kansas Biological Survey, og medforfatter af J. Christopher Brown, professor i geografi og atmosfærisk videnskab og direktør for Environmental Studies Program ved University of Kansas.

Deres papir vises i dag (28. april, 2017) i PLOS ONE .

"Mato Grosso er en grænse i den forstand, at naturlig vegetation, både regnskov og savanne, kendt som cerrado, erstattes med afgrødeproduktion og andre landbrugsmæssige anvendelser "Kastens sagde." Mekaniseret landbrug flyttede hurtigt ind i området i 1990'erne, så der er mange muligheder for afgrødeproduktion og gårdsrelateret forretningsudvikling. "

Ja, forskerne sagde, at landbruget i området har en boom-by-energi, genererer milliarder af dollars årligt, der bidrager til statens økonomi.

"Der er tilfælde, hvor amerikanske landmænd sælger alt i Iowa og flytter til Mato Grosso i Brasilien, "Sagde Brown." Det er en god indikator på at være en grænse. Der er mulighed. Jeg har ofte set ombord på fly til Brasilien i Houston og ventet i kø med masser af landmænd, der tog på ture i Brasilien for at afslutte flytning der. "

Imidlertid, landbrugsudvidelse er kommet på bekostning af Amazonas regnskov. Bekymringer over udbredt skovrydning i området førte til en aftale fra 2006 mellem miljøgrupper og store landbrugsselskaber kaldet "Soy Moratorium". Under moratoriet, store sojakøbere blev enige om ikke at købe soja, der blev produceret på jord, der blev afskovet efter juli samme år.

"Dette rejser spørgsmålet - over så stort et område, hvordan vil du vide, hvilke skovrydde områder der blev erstattet af sojabønner efter denne dato? "sagde Brown." Du har brug for et virkelig detaljeret landdækningsdatasæt som vi producerede for at vide dette. "

Kastens og Brown, sammen med KU -kollega Christopher Bishop og Alexandre Coutinho og Júlio Esquerdo fra Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa), delvis stolet på satellitsæt fra datasættet Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, eller MODIS. Ved at se på billeder taget over 14 vækstsæsoner, forskerne kunne undersøge ændringer i afgrødeplacering og produktionsintensitet på tværs af Mato Grosso. Det meste sojaproduktion i Amazon Forest Biome forekommer i denne store tilstand.

"Satellitbillederne fanger refleksionsværdier fra jorden i forskellige bølgelængder-dem, der almindeligvis bruges i vegetationsstudier, er de røde og nær-infrarøde bånd, "Sagde Kastens." Rødlysrefleksion falder, når fotosyntesen stiger, der henviser til, at nær-infrarød refleksion stiger med tættere bladkroner. Disse to bånd kombineres for at danne det normaliserede forskellevegetationsindeks. NDVI -signaler fra sunde sojamarker vil se anderledes ud end sunde bomuldsmarker, som vil se anderledes ud end andre omslagstyper. "

For at fortolke satellitdata, medforfattere fra Embrapa, den brasilianske ækvivalent til USDA, indsamlet en hidtil uset mængde jordreferencedata i Mato Grosso ved at interviewe landmænd. I 2006, KU og brasilianske forskere begyndte at arbejde under et aftalememorandum for at dele metoder til indsamling af grunddata og klassifikation af jorddækninger. Siden da, forskerne har besøgt hinandens laboratorier og udført feltarbejde sammen.

"Rigdommen af ​​grundreferencedata gjorde denne forskning mulig, "Brown sagde." Der har ikke været noget lignende for så stort et område uden for USA. Vores kolleger arbejdede sammen med landmænd for at spore markgrænser på trykte satellitbilleder og give beskæringshistorier for forskellige jordstykker. "

Et stort fund af forskningen tyder på, at Soyamoratoriet i 2006 havde en større effekt til at reducere skovrydning i Amazonas, end man tidligere har forstået.

"Baseret på vores analyse, vi fandt et meget stærkere fald i skovrydningen, der faldt sammen med Sojamoratoriet, end andre undersøgelser har rapporteret, "Sagde Kastens." Sojamoratoriet er blevet nedtonet i nogle undersøgelser som en faktor i reduktionen af ​​skovrydning. Vores undersøgelse af stort set det samme skovrydningsdatasæt, som andre brugte, afslørede, at der skete et stort fald i skovrydning umiddelbart efter, at moratoriet trådte i kraft.

"Skovrydning sker stadig, men det er bremset, og mindre af denne jord bruges til sojaproduktion, "Sagde Kastens.

Undersøgelsen inkorporerede skovrydningsdata produceret af det brasilianske institut for rumforskning (INPE).

Teamet fandt også en kraftig stigning i produktionen på eksisterende dyrkede marker efter moratoriet, kaldet "lodret intensivering, "mens skovrydning-drevet dyrkning af dyrkede marker, eller "horisontal intensivering, "bremsede betydeligt.

"Med lodret intensivering, vi ser en dramatisk stigning i dobbelt beskæring, hvor landmændene planter en første afgrøde af sojabønner efterfulgt af en anden kommerciel afgrøde, typisk majs, i samme vækstsæson og mark, "Sagde Brown.

Forskerne gør deres landdækningsdata frit tilgængelige. De håber, at det vil hjælpe vejledere landforvaltere og politikere, der ønsker at finde en balance mellem landbrug og bevarelse.

"Regnskoven hjælper med at regulere mange klimarelaterede faktorer i Amazonasbassinet og nærliggende områder, herunder temperaturer og den hydrologiske cyklus "Kastens sagde." Det har en tydelig økologisk værdi og er et hotspot for biodiversitet med mange uudnyttede naturressourcer. "

Amazonas er også hjemsted for mange indfødte befolkninger.

"Oprindelige mennesker i regnskovsreservater er fuldstændig omgivet af disse sojabønnemarker, hvoraf mange er opstrøms, "Sagde Brown.

Kastens tilføjede, "Forskere kan udnytte vores kortdata, med sine detaljerede rumlige og klasseopløsninger, at undersøge virkningerne af tilgængeligheden af ​​markedet og andre spørgsmål vedrørende landbrugsgrænser, samt spørgsmål vedrørende klima, økologi og menneskelig geografi. "