Geografer finder et vendepunkt i skovrydning

Geografiforskere fra University of Cincinnati har identificeret et vendepunkt for skovrydning, der fører til hurtigt tab af skov.

Geografiprofessor Tomasz Stepinski brugte højopløselige satellitbilleder fra European Space Agency til at studere landskaber i 9 kilometer brede blokke på tværs af hver tomme af planeten mellem 1992 og 2015. Han fandt ud af, at skovrydning sker forholdsvis langsomt i disse blokke, indtil omkring halvdelen af skoven er væk. Så forsvinder den resterende skov meget hurtigt.

Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .

Stepinski og tidligere UC-postdoc-forsker Jakub Nowosad, hovedforfatteren, opdagede noget overraskende og fundamentalt:naturen afskyr blandede landskaber, mindst i en skala på 81 kvadratkilometer. Undersøgelsen viste, at blandede landskaber (som landbrug og skov) er forholdsvis få og, mere overraskende, forbliv ikke blandet længe. Disse blandede blokke har en tendens til at blive homogene over tid, uanset landskabstype.

"Jeg synes, det er meget intuitivt. Det svarer til de forskellige klimazoner. Jorden før mennesker var bestemt sådan. Du havde skove og bjerge og vådområder og ørkener, " sagde Stepinski. "Du ville forvente, at folk ville skabe mere fragmentering, men som det viser sig, folk stopper aldrig. De konverterer hele blokken i stor skala."

Stepinski sagde, at landskaber altid ændrer sig af naturlige eller antropologiske årsager. Menneskelige årsager er både direkte, som rydning, eller indirekte som klimaændringer.

Sidste år, Stepinski brugte de samme data til at påvise, at 22 % af Jordens beboelige overflade blev ændret på målbare måder mellem 1992 og 2015. Den største ændring:skov til landbrug.

Til den nye undersøgelse, Stepinski undersøgte næsten 1,8 millioner blokke, der dækkede Jordens syv kontinenter. Blokke blev kategoriseret efter 64 landskabskombinationer. Forskere observerede overgange i disse blokke fra overvejende én type til overvejende en anden i næsten 15 % af blokkene mellem 1992 og 2015.

"De data, vi har, dækker 23 år. Det er en relativt kort periode. Men ud fra det kan vi beregne ændringer i fremtiden, " sagde Stepinski.

Skovrydning var det mest udtalte eksempel på menneskeskabte landskabsændringer, fandt forskere. De brugte sandsynlighedsmodellering kendt som Monte Carlo-metoder til at bestemme sandsynligheden for forskellige typer landskabsændringer over tid (i dette tilfælde hundreder af år).

Resultatet? Forskere fandt ud af, at den mest sandsynlige bane for forandring var fra en homogen type til en anden.

"Planet Jorden ønsker at være homogen. Landet ønsker at være det samme i alle disse pletter. Og når de begynder at ændre sig, de stopper ikke før de konverterer alt til en anden homogen blok, " han sagde.

Forfatterne undersøgte ikke, hvorfor blokke ændrer sig så hurtigt, når først en overgang begynder. Men Stepinski sagde, at det er muligt, at udvikling såsom skovhugst af veje eller dræning, der kræves for at rydde skov, gør fortsat forandring så meget lettere.

"Jeg kan kun spekulere, fordi det ikke var en del af undersøgelsen, men jeg kan forestille mig, at der sker to ting, sagde han. Hvis du hugger skov, du har infrastrukturen til at afslutte det. Det er så meget nemmere at skære resten. Sekund, skoven er mere sårbar over for forandringer, når der har været en forstyrrelse."

Vildtforvaltere forsøger ofte at bevare større intakte blokke for at forhindre fragmentering, sagde Martin McCallister, Appalachian Forest-projektlederen for Edge of Appalachia Nature Preserve i det sydlige Ohio. Fredningen forvaltes af Naturfredningsstyrelsen, en af ​​verdens største dyrelivsorganisationer.

"Du ville være hårdt presset for at finde jordforvaltere, der ikke ville gå stærkt ind for at beskytte større områder, fordi de er mere modstandsdygtige over for en række forskellige udfordringer, herunder invasive arter og klimaændringer, " sagde McCallister. "Når en ejendom bliver fragmenteret af veje, det er nemmere at udvinde ressourcer. Det er også nemmere for invasive arter og skadedyr at få fodfæste."

McCallister sagde, at skove kan fragmenteres på papir, også.

"I Ohio, 96 procent af vores skovarejere har mindre end 50 acres. De repræsenterer en masse små pakker, " han sagde.

UC-undersøgelsen viste, at blandede jordtyper ikke forbliver blandede i lang tid.

"Jeg synes, det er interessant, at denne ejendom gælder både for naturlige og menneskelige landskaber, " sagde medforfatter Nowosad, en tidligere UC-postdoc-forsker, der nu arbejder som adjunkt ved Adam Mickiewicz Universitet i Polen.

Nowosad sagde, at undersøgelsen giver en datadrevet model for langsigtede landskabsændringer. Mens forskere kun så på ændringer mellem skov og landbrug, Nowosad sagde, at det ville være umagen værd at undersøge, om der findes vendepunkter for andre landskabsovergange.

"Denne model kan bruges til at hjælpe med at forstå, hvordan landskaber udviklede sig og kommer til at udvikle sig i fremtiden, " sagde Nowosad.

Stepinski, en fysiker, der arbejdede for NASA, før han kom til UC, sagde princippet låner fra andre discipliner, især astrofysik.

"Hvis du ser på stjernernes udvikling, Princippet er, at du forudsiger en langsigtet vej statistisk ud fra kortsigtet viden, " sagde Stepinski. "Det er en idé, der er blevet brugt andre steder, men aldrig til miljøundersøgelser."

Selvom det kun er en teori, det er en, der kunne bekræftes af tiden, han sagde.

"Det er tankevækkende. Mit håb er, at folk vil kritisere det og komme med forskellige ideer, " sagde Stepinski.