确定了导致森林迅速丧失的森林砍伐临界点

全球卫星图像显示，在将森林块切成两半后，过渡很快发生。

辛辛那提大学的地理研究人员已经确定了毁林的转折点，导致森林迅速流失。

地理学教授托马斯·斯蒂芬斯基（Tomasz Stepinski）使用了欧洲航天局的高分辨率卫星图像，研究了1992年至2015年之间行星每英寸9公里宽的区块中的景观。他发现在这些街区砍伐森林的速度相对较慢，直到大约一半的森林消失了。然后，剩余的森林很快消失了。

该研究发表在《地球物理研究快报》上。

辛辛那提大学的土地利用图显示了1992年至2015年期间北美和南美的景观变化。白色表示几乎没有变化。较深的阴影表示每个类别中的最高更改率。森林损失是中美洲和南美洲最明显的类别。

Stepinski的太空信息实验室的项目证明了UC致力于研究的承诺，这是其战略方向“下一个在这里生活”概述的。

Stepinski和前加州大学博士后研究员Jakub Nowosad（主要作者）发现了一些令人惊讶且具有根本意义的东西：自然讨厌至少在81平方公里范围内的混合景观。研究表明，混合景观（如农业和森林）相对较少，而且更令人惊讶的是，它们不会长时间混合。无论景观类型如何，这些混合的块都会随着时间的流逝而变得均匀。

“我认为这非常直观。它对应于不同的气候带。人们面前的地球肯定是那样的。您有森林，高山，湿地和沙漠。” Stepinski说。“您希望人们会制造更多的碎片，但事实证明，人们永不停止。他们大规模地转换了整个区块。”

斯蒂芬斯基说，景观总是由于自然或人类学原因而发生变化。人为原因既是直接的，如明确的原因，又是间接的，如气候变化。

辛辛那提大学的土地利用图显示了1992年至2015年期间欧洲和亚洲的景观变化。白色表示几乎没有变化。较深的阴影表示每个类别中的最高更改率。

去年，史蒂芬斯基（Stepinski）使用相同的数据证明，在1992年至2015年之间，地球可居住表面的22％以可测量的方式发生了变化。最大的变化：从森林到农业。

在这项新研究中，Stepinski检查了覆盖地球七大洲的近180万个街区。街区按64种景观组合进行分类。研究人员观察到，在1992年至2015年之间，近15％的区块在这些区块中从一种类型过渡到了另一种类型。

“我们拥有的数据涵盖23年。那是相对较短的时间。但是据此我们可以计算出未来的变化。” Stepinski说。

研究人员发现，森林砍伐是人为改变景观的最明显例子。他们使用称为蒙特卡洛（Monte Carlo）方法的概率模型来确定不同类型的景观随时间（在本例中为数百年）变化的可能性。

结果？研究人员发现，最可能的变化轨迹是从一种同类转变为另一种。

“行星地球希望是同质的。土地希望在所有这些补丁中都一样。当它们开始变化时，它们直到将所有东西都转换成另一个同类块时才停止。”他说。

辛辛那提大学的土地利用图显示了1992年至2015年非洲和大洋洲的景观变化。白色表示几乎没有变化。较深的阴影表示每个类别中的最高更改率。

作者没有研究为什么一旦过渡开始，块会如此迅速地改变。但是Stepinski说，砍伐森林或砍伐森林所需的排水之类的开发有可能使持续变化变得容易得多。

他说：“我只能推测，因为那不是研究的一部分，但我可以想象正在发生两件事。”“如果您要砍伐森林，则拥有完成森林的基础设施。减少其余部分非常容易。第二，当发生干扰时，森林更容易发生变化。”

俄亥俄州南部阿巴拉契亚自然保护区边缘的阿巴拉契亚森林项目经理马丁·麦卡利斯特说，野生动物管理者通常试图保存更大的完整块以防止破碎。该保护区由世界最大的野生动物保护组织之一自然保护区管理。

麦卡利斯特说：“要找到土地管理人是不容易的，他们不愿意大力保护大片土地，因为他们对各种挑战（包括入侵物种和气候变化）更具抵抗力。”“一旦财产被道路分散，就更容易提取资源。入侵物种和害虫也更容易立足。”

麦卡利斯特说，林地也可以在纸上零碎。

“在俄亥俄州，我们96％的林地所有者拥有不到50英亩的土地。它们代表很多小包裹。”他说。

阿巴拉契亚边缘占地20,000英亩，是俄亥俄州最大的自然保护区。已故的加州大学植物学家露西·布劳恩（E. Lucy Braun）进行了广泛游说之后，1950年代第一个草原得到了保护。麦卡利斯特说，布劳恩在俄亥俄州南部留下了持久的保护遗产。

麦卡利斯特说：“这显示了一个人如何发挥重大作用。”

加州大学的研究发现，混合土地类型不会长期保持混合状态。

共同作者之一诺瓦萨德（Nowosad）说：“我认为这种特性既适用于自然景观又适用于人文景观，这很有趣。诺沃萨德现在是波兰亚当·密奇凯维茨大学的助理教授。

Nowosad说，这项研究提供了一个由数据驱动的长期景观变化模型。虽然研究人员只研究了森林和农业之间的变化，但诺沃萨德说，值得研究是否存在其他景观转变的临界点。

Nowosad表示：“该模型可用于帮助了解景观的演变方式以及将来的发展趋势。”

Stepinski是在加入UC之前曾为NASA工作的物理学家，他说该原理是从其他学科特别是天体物理学中借鉴而来的。

Stepinski说：“如果您观察恒星的演化，则原理是您可以根据短期知识从统计学上预测一条长期路径。”“这个想法曾在其他地方使用过，但从未用于环境研究。”

他说，虽然这只是一种理论，但可以被时间证明。

“这很发人深省。我希望人们会对此进行批判并提出不同的想法。” Stepinski说。

参考：J. Nowosad和T.F. Stepinski，“景观动力学的随机，经验性信息模型及其在毁林场景中的应用”，地球物理研究快报，2019年12月3日，DOI：
10.1029 / 2019GL085952