Исследователи-географы Университета Цинциннати определили переломный момент для обезлесения, который приводит к быстрой потере лесов.
Профессор географии Томаш Степински использовал спутниковые снимки высокого разрешения Европейского космического агентства для изучения ландшафтов в 9-километровых блоках на каждом дюйме планеты в период с 1992 по 2015 год. Он обнаружил, что вырубка лесов происходит сравнительно медленно в этих регионах. блоки, пока примерно половина леса не исчезнет. Тогда оставшийся лес очень быстро исчезает.
Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Степински и бывший научный сотрудник Калифорнийского университета Якуб Новосад, ведущий автор, обнаружили нечто удивительное и фундаментальное: природа не терпит смешанных ландшафтов, по крайней мере, в масштабе 81 квадратных километров. Исследование показало, что смешанных ландшафтов (таких как сельское хозяйство и лес) сравнительно немного и, что более удивительно, они недолго остаются смешанными. Эти смешанные блоки со временем становятся однородными, независимо от типа ландшафта.
"Я думаю, что это очень интуитивно понятно. Это соответствует разным климатическим зонам. Земля до появления людей, безусловно, была такой. Там были леса и горы, болота и пустыни", - сказал Степински. «Вы могли бы ожидать, что люди будут создавать большую фрагментацию, но, как оказалось, люди никогда не останавливаются. Они конвертируют весь блок в больших масштабах».
Степински сказал, что ландшафты всегда меняются по естественным или антропологическим причинам. Человеческие причины бывают как прямыми, как сплошные рубки, так и косвенными, как изменение климата.
В прошлом году Степински использовал те же данные, чтобы продемонстрировать, что 22% обитаемой поверхности Земли были изменены измеримым образом в период с 1992 по 2015 год. Самое большое изменение: лес превратился в сельское хозяйство.
Для нового исследования Степински изучил почти 1,8 миллиона блоков, охватывающих семь континентов Земли. Кварталы были разделены на категории по 64 ландшафтным комбинациям. Исследователи наблюдали переходы в этих блоках от преимущественно одного типа к преимущественно другому почти в 15% блоков в период с 1992 по 2015 год.
«Данные, которые у нас есть, охватывают 23 года. Это относительно короткий период времени. Но исходя из этого мы можем рассчитать изменения в будущем», - сказал Степински.
Вырубка лесов была наиболее ярким примером изменения ландшафта, вызванного деятельностью человека, как обнаружили исследователи. Они использовали вероятностное моделирование, известное как метод Монте-Карло, чтобы определить вероятность различных типов изменения ландшафта с течением времени (в данном случае сотни лет).
Результат? Исследователи обнаружили, что наиболее вероятная траектория изменения была от одного однородного типа к другому.
«Планета Земля хочет быть однородной. Земля хочет быть одинаковой во всех этих пятнах. И когда они начинают меняться, они не останавливаются, пока не превратят все в еще один однородный блок», - сказал он.
Авторы не исследовали, почему блоки меняются так быстро после начала перехода. Но Степински сказал, что, возможно, такое развитие, как вырубка дорог или дренаж, необходимые для вырубки леса, значительно облегчают постоянные изменения.
«Я могу только предполагать, потому что это не было частью исследования, но я могу предположить, что происходят две вещи», - сказал он. «Если вы рубите лес, у вас есть инфраструктура, чтобы закончить его. Гораздо проще вырубить остальное. Во-вторых, лес более уязвим для изменений, когда происходит нарушение».
Управляющие дикой природой часто пытаются сохранить более крупные нетронутыми блоки, чтобы предотвратить фрагментацию, сказал Мартин Маккалистер, руководитель проекта Аппалачского леса в природном заповеднике Край Аппалачи в южном Огайо. Заповедник находится под управлением Nature Conservancy, одной из крупнейших в мире организаций по охране дикой природы.
«Вам будет трудно найти управляющих землей, которые не будут решительно выступать за защиту больших участков, потому что они более устойчивы к различным проблемам, включая инвазивные виды и изменение климата», - сказал Маккалистер.. «После того, как собственность разбита дорогами, становится легче добывать ресурсы. Инвазивным видам и вредителям также легче закрепиться».
Маккаллистер сказал, что лесные массивы могут быть фрагментированы и на бумаге.
"В Огайо 96 процентов наших владельцев лесных угодий имеют менее 50 акров земли. Они представляют собой множество небольших участков", - сказал он..
Исследование Калифорнийского университета показало, что смешанные типы земель недолго остаются смешанными.
«Я думаю, интересно, что это свойство применимо как к природным, так и к человеческим ландшафтам», - сказал соавтор Новосад, бывший научный сотрудник Калифорнийского университета, который сейчас работает доцентом в Университете Адама Мицкевича в Польше.
Новосад сказал, что исследование содержит Новосад сказал.
Степински, физик, работавший в НАСА до прихода в Калифорнийский университет, сказал, что этот принцип заимствован из других дисциплин, в частности из астрофизики.
«Если вы посмотрите на эволюцию звезд, принцип заключается в том, что вы предсказываете долгосрочный путь статистически на основе краткосрочных знаний», - сказал Степински. «Эта идея использовалась где-то еще, но никогда не использовалась для изучения окружающей среды».
Хотя это всего лишь теория, она может быть подтверждена временем, сказал он.
"Это наводит на размышления. Я надеюсь, что люди раскритикуют это и придумают другие идеи", - сказал Степински.