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，通過實地森林清查進(jìn)行校準(zhǔn)，并通過重型計算機(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)境討論中的一個熱點地區(qū)和熱點話題，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)中的停留時間。森林在許多對人類至關(guān)重要的生態(tài)過程和動力學(xué)中也發(fā)揮著作用，如光合作用、水文循環(huán)和能量流動。對亞馬遜地區(qū)碳儲量和碳通量的估計非常不確定。對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。對大多數(shù)熱帶森林的地面觀測具有有限的時間和空間分布，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木，它們的有限尺寸可能會導(dǎo)致生物量估計的重大不確定性。

該論文第一作者、巴西國家空間研究所的高級研究員Jean Ometto說：“我們根據(jù)對分布在該地區(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)化測量）的調(diào)查，估計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。”

主要調(diào)查在連續(xù)兩次活動（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個樣帶的數(shù)據(jù)。每個樣帶至少相當(dāng)于375公頃，長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)（光探測和測距）傳感器，平均每平方米發(fā)射8個激光脈沖。地上生物量以千克為單位進(jìn)行估算，基于樹的胸徑、總高度和木材密度。

Ometto說：“這些結(jié)果是對整個地區(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將地圖與巴西國家森林研究所的森林砍伐衛(wèi)星監(jiān)測服務(wù)（PRODES）的數(shù)據(jù)相互參照來計算。

Ometto說：“我們并不是要創(chuàng)建一個靜態(tài)地圖，而是要生成一個時間序列。如果我們在一兩年后重復(fù)調(diào)查，我們會發(fā)現(xiàn)生物量是增加了還是減少了。”

在亞馬遜可能接近臨界點的強烈警告之際，當(dāng)其生物量面臨退化為不同類型森林結(jié)構(gòu)的風(fēng)險時，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)，包括前哥倫布時代的地理標(biāo)志，表明亞馬遜地區(qū)過去人口相對稠密。他們還證實，森林中最高的樹是亞馬遜蘇木(Dinizia excelsa)，其樹冠高出森林地面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)有限的整個亞馬遜。巴西向《聯(lián)合國氣候變化框架公約》提交的國家信息通報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)場測量數(shù)據(jù)。巴西在上一次提交的材料中納入了這項研究的結(jié)果，作為計算土地利用、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