研究人员用卫星精确解码非洲各地毁林与扩大耕地的行动细节

世界地图中以非洲为重点的部分。许多彩色圆点标出了森林砍伐后不同形式土地使用的位置和类型。

为了对气候保护和生物多样性进行有针对性的干预，一直以来都缺乏关于毁林地区后续利用的各种形式的充分可靠的数据和详细知识，因此无法跟踪与森林相关的转换在哪里发生以及原因何在。现在，荷兰瓦赫宁根大学的罗伯特-马索莱勒（Robert N. Masolele）和约翰内斯-雷切（Johannes Reiche）、波茨坦德国地球科学研究中心的马丁-赫罗尔德（Martin Herold）及其团队在《自然-科学报告》杂志上发表的一项新研究提供了这方面的信息。

他们使用了高分辨率卫星数据，并在当地参考数据的基础上，利用深度学习方法分析了从咖啡、腰果和橡胶等作物到牧场和采矿等 15 种不同类型的土地利用情况。这使他们能够在非洲大陆的广大地区（包括湿林和旱林）绘制出第一张高分辨率（精确到五米）的毁林后土地利用大陆地图。

在非洲和欧盟，一项新的欧盟法规旨在为某些原材料产品建立"无毁林供应链"。

背景：非洲濒危森林与欧盟森林砍伐法规

在过去二十年里，非洲的森林面积和树木覆盖率迅速下降。砍伐森林后如何发展土地利用对森林生物量、生物多样性和水循环有重大影响。这些变化会因森林消失的地点、强度和空间范围而有所不同。了解非洲森林砍伐的时空范围和动机，对于了解和减轻森林砍伐对温室气体排放的影响以及对森林生态系统的负面影响至关重要。

欧盟也希望为遏制森林流失做出重要贡献。欧盟《森林砍伐条例》（EUDR）是一项新举措，旨在确保欧盟市场上的产品不砍伐森林，从而为子孙后代保护世界森林。它还促进了供应链的透明度和可追溯性，使消费者更容易对他们购买的产品做出明智的选择。

虽然有一些国家和区域统计数据记录了森林丧失的趋势，但对造成森林丧失的因素缺乏一致、详细和空间明确的估计和绘图。现有信息往往只基于个别时间点的样本，没有足够的时空分辨率和专题分类，而且迄今为止只包括干旱森林。解释往往基于对卫星图像的目测，以及不同形式的生计农业持续存在和某些土地用途仅限于特定地理位置的历史预期。这忽视了森林丧失的实际原因的多样性。

利用高分辨率卫星数据和深度学习方法进行测绘的综合方法

在一项综合研究中，荷兰瓦赫宁根大学博士后研究员罗伯特-马索莱（Robert N. Masolele）和德国地球科学研究中心（GFZ）1.4"遥感和地理信息学"部门负责人、波茨坦大学教授马丁-赫罗尔德（Martin Herold）领导的研究人员破解了非洲各种地貌中森林砍伐后出现的复杂土地利用模式。

他们提交了第一份非洲毁林后土地利用综合地图，涵盖 2001 年至 2020 年的森林损失情况。该地图的空间分辨率为 5 米，包含 15 个土地利用类别：从可可、腰果、油棕、橡胶、咖啡和茶等作物到采矿、道路、定居点、牧场、小型和大型农业以及人工林和其他有树木覆盖的土地。

一方面，研究人员依靠挪威国际气候与森林倡议（NICFI）提供的高分辨率 Planet NICFI 卫星数据。因此，研究范围是北纬 30 度至南纬 30 度之间的非洲大陆，包括非洲西部、中部、东部和南部的国家。该地区既有湿润森林，也有干燥森林。

其次，他们使用了各种出版物中的参考数据，其中一些数据是在公民科学的帮助下通过众包或从其他遥感活动和开放数据源中获得的。

"这项研究的特别之处在于创新性地使用了卫星图像、机器学习算法和主动学习。这使我们能够准确识别毁林后的土地利用，以前所未有的规模和详细程度绘制地图，并评估非洲不同国家和地区土地利用转换的趋势和热点，"该研究的主要作者罗伯特-马索莱尔（Robert N. Masolele）解释说，"这使我们能够准确识别毁林后的土地利用，以前所未有的规模和详细程度绘制地图，并评估非洲不同国家和地区土地利用转换的趋势和热点。"

最重要的成果

研究揭示了毁林事件发生后出现的复杂的土地用途网络。研究表明，森林丧失的原因因地区而异。总体而言，小规模耕地是非洲森林丧失的主要驱动因素，马达加斯加和刚果民主共和国是热点地区。此外，可可、油棕和橡胶等商品作物是非洲西部和中部湿润森林森林丧失的主要驱动因素，在该地区形成了一个"商品扩张弧"。

与此同时，在非洲西部和东南部的干旱森林中，腰果热点地区日益占据主导地位，而在尼日利亚和赞比亚则发现了较大的大规模耕地热点地区。在非洲西部和东南部的湿润森林和干燥森林中观察到的可可、腰果、油棕、橡胶和大规模耕地的扩大表明，它们很容易受到商品作物未来土地利用变化的影响。

分类与展望

虽然测绘范围非常广泛，但该研究认识到很难对某些形式的土地利用进行高度准确的分类。云层覆盖和季节变化等因素造成了局限性，强调了不断完善和验证的必要性。

"这项研究为我们了解人类经济活动与环境之间复杂的相互作用做出了重要贡献。其特别重要之处在于，它为政策制定者、保护主义者和科学家提供了对非洲大片土地在砍伐森林后所经历的不同发展的详细了解。马丁-赫罗尔德强调说："这些知识对于制定有针对性的保护战略、实现可持续发展目标以及减轻非洲大陆砍伐森林对环境造成的影响至关重要。我们欧洲也将从中受益，因为欧盟新的森林砍伐法规要求证明咖啡、可可和橡胶等某些原材料的供应链不存在森林砍伐。"

这项新研究展示了利用高分辨率卫星数据，结合人工智能和区域知识为不同利益相关者提供开源信息的巨大潜力，并提高了跟踪热带森林中与森林相关的关键土地使用转型的透明度。

编译来源：ScitechDaily