利用地理空间分析确定热带雨林恢复的最佳区域

来源：慧天地

最近的新闻向人们展示了热带雨林在帮助减缓气候变化和加强生物多样性等方面，对我们地球生态系统的重要性。尽管最近负面新闻占据了主要位置，特别是关于巴西热带雨林遭到破坏的新闻。但通过有针对性的恢复方案，在基于空间数据和遥感数据的明智决策的推动下，我们还是可以看到潜在的希望。

在最近的研究中，致力于Bonn Challenge（波恩挑战）的国家已被确定为最可能集中恢复热带雨林地区的国家之一。波恩挑战的目标是到2030年恢复3.5亿多公顷被破坏的热带雨林。利用同行评议的GIS数据集和遥感数据，88%所需的恢复工作集中在可能有助于恢复热带雨林生长的6个国家。这些国家是卢旺达、乌干达、布隆迪、多哥、南苏丹和马达加斯加。虽然它们占热带雨林总面积不足10%，但它们所代表的国家最有可能提供适当类型的雨林覆盖。这不仅有助于保护生物多样性和应对气候变化，而且这些恢复工作还有助于增强当地的机遇与经济发展。

评估修复的益处

在最近的工作中，人们根据森林的高损失率和特有物种的高集中度确定了保护热点，并认为四个关键的修复益处可以通过空间景观数据来生成，例如可以使用多个1 km2分辨率的卫星数据集和通过地面工作收集的数据作为参考数据，用于生物多样性保护，减缓气候变化，适应气候变化，并在寻找相关的景观时确定人类用水安全的变量。其中物理数据来源于已公开发布的碳封存图等数据集以及不同地区的降雨潜力[1]。

衡量恢复的可行性

虽然效益是一个因素，但另一个主要的评估标准则是，将给定的景观恢复到热带雨林的可行性。在这种情况下，利用土地机会成本、森林恢复成功中的景观变化和恢复持续性机会识别出三个变量。这些变量与给定恢复区域的政策以及本地操作潜力相互关联。各国还必须显示出将相关的利益攸关方(如农民、开发商和生态学家)联合起来减轻影响的潜力。综合数据创建了所谓的恢复机会评分，其中前10%的地区(以1 km2为间隔)被确定为六个主要投资的恢复国家。研究结果为决策者提供了一个书面地图，使他们能够将工作重点放在特定的地区，帮助保护剩余的热带雨林，以平衡利益相关者收益的方式恢复受损/毁坏的地区，并使地球保持生物多样性和减少碳损失[2]。

图1：(A)恢复效益(生物多样性保护、水资源安全、气候变化适应和缓解相结合)，(B)恢复可行性(减少土地机会成本，减少森林恢复成功中的景观变化，以及提高森林可持续性)，(C)效益与恢复的可行性相结合。较高的恢复机会得分(数值范围从0到1)代表具有较高潜在恢复效益和可行性的景观。（图片来源：FIGURE: BRANCALION ET AL., 2019） 

小规模分析的必要性

尽管这项新的研究强调了整合各种遥感数据集和地理信息系统数据的好处，但在全面实施热带雨林恢复计划时，可能需要进行更小规模的分析。例如，很明显，在微生物尺度上，土壤质量和组成会随着雨林的破坏而改变。曾经的生长雨林所提供的好处是不容易被取代的，因此森林的质量将不会像以前一样，可能需要几十年，甚至永远无法完全复制一些热带雨林破坏前提供的碳捕获。恢复工作可能需要在选择恢复的特定区域和评估其潜力时考虑这些当地因素[3]。

虽然当前的新闻报导使人们认为亚马逊流域的破坏成为加剧气候变化和破坏生物多样性的明显威胁，但最近的相关工作也强调指出，在能够平衡地球和当地利益攸关方需求的地方，恢复热带雨林的健康可能存有一些希望。恢复工作可侧重于具体国家，将其投资放在恢复热带雨林上，使其能够最大限度地受益。这是通过几十年的卫星数据收集和实地观察而实现的，这些数据现在可以用来为今后的政策决定提供信息。越来越多的科学家开始认识到，他们的规划和研究应侧重于如何减轻重大的全球环境威胁上，并具体说明政策在哪些方面能够取得最好的成果，以及利用现有资源和区域，使最有益的计划得以实施。

参考文献：

[1]For an example dataset utilized to build the assessment, see:  Poorter, Lourens, Frans Bongers, T. Mitchell Aide, Angélica M. Almeyda Zambrano, Patricia Balvanera, Justin M. Becknell, Vanessa Boukili, et al. 2016. “Biomass Resilience of Neotropical Secondary Forests.” Nature530 (7589): 211–14. https://doi.org/10.1038/nature16512. 

[2]For more on this latest research on restoring tropical rainforests, see: Brancalion, Pedro H. S., Aidin Niamir, Eben Broadbent, Renato Crouzeilles, Felipe S. M. Barros, Angelica M. Almeyda Zambrano, Alessandro Baccini, et al. 2019. “Global Restoration Opportunities in Tropical Rainforest Landscapes.” Science Advances5 (7): eaav3223. https://doi.org/10.1126/sciadv.aav3223. 

[3]For more on soil change and composition in tropical rainforests and restoration efforts, see:  Bonner, Mark T. L., Diane E. Allen, Richard Brackin, Tim E. Smith, Tom Lewis, Luke P. Shoo, and Susanne Schmidt. 2019. “Tropical Rainforest Restoration Plantations Are Slow to Restore the Soil Biological and Organic Carbon Characteristics of Old Growth Rainforest.” Microbial Ecology, August. https://doi.org/10.1007/s00248-019-01414-7.