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卫星数据分析显示:亚马逊雨林正在失去恢复力

《自然―气候变化》发布研究称,高分辨率卫星图像的数据分析显示,亚马逊雨林可能正在失去恢复力。这是由伐木和焚烧的双重压力造成――目前尚不清楚人类造成的气候变化影响有多大,但未来可能会产生重大影响。自21世纪初以来,大约3/4的森林的恢复能力一直在下降,科学家们将这视为一个警告信号。新的证据来自于对植被生物量和生产力变化的卫星数据的高级统计分析。

“恢复力的降低――从干旱或火灾等干扰中恢复的能力,可能意味着亚马逊雨林枯死的风险增加。”德国波茨坦气候影响研究所和慕尼黑技术大学的Niklas Boers说,“我们在观察中看到了这种弹性的丧失,这令人担忧。”他与英国埃克塞特大学的研究人员联合进行了这项研究。

“亚马逊雨林是一个独特的生物多样性宿主,通过其巨大的蒸发蒸腾作用对整个南美洲的降雨产生了强烈的影响,并储存了大量的碳,即使部分森林枯死,这些碳也可能以温室气体的形式释放,进而导致全球进一步变暖。”Boers解释说,“这就是热带雨林与全球息息相关的原因。”

亚马孙被认为是地球系统中一个潜在的引爆点,许多研究都揭示了它的脆弱性。“然而,对其未来的计算机模拟研究产生了相当多的结果。”Boers说,“因此,我们一直在研究过去几十年亚马逊雨林恢复力变化迹象的具体观测数据。我们看到,自21世纪初以来,雨林恢复力不断下降,但我们无法判断何时可能发生从雨林到稀树草原的潜在转变。当可以观察到这一点时,阻止它可能为时已晚。”这项研究是欧盟地平线2020计划资助的“地球系统引爆点”(TiPES)项目的一部分。

来自波茨坦气候影响研究所和埃克塞特大学全球系统研究所的团队使用了先前已经应用于格陵兰岛冰盖和大西洋翻转环流的稳定性指标。这些统计指标旨在通过识别系统动力学的临界减速(例如对天气变化的反应)来预测系统走向突变的途径。对代表森林生物量和绿色度的两个卫星数据集的分析揭示了关键的减速。这种临界减速可以被视为恢复力的减弱,而恢复力通常使系统在扰动后恢复到平衡状态。

“如果一个系统只考虑其平均状态,那么系统可能看起来是稳定的,但用创新的统计方法更仔细地观察数据,则可以揭示其弹性损失。”埃克塞特大学全球系统研究所的Chris Boulton说,“之前基于计算机模拟的研究表明,在平均状态出现强烈变化之前,大部分亚马逊地区可能会出现枯死。我们现在的观察分析显示,在许多地区,这种不稳定似乎已经开始发生了。”

“这令人担忧,因为政府间气候变化专门委员会(IPCC)的模型预测,人类活动导致的全球变暖将导致亚马逊地区的全面干旱。”Boers说,另一个因素是该地区到道路和居民点的距离,人们可以从那里进入森林。这些数据证实,靠近人类土地利用的地区受到的威胁更大。

“我们对经验数据的新颖分析,为人们对森林恢复力的担忧提供了更多证据,尤其是在不久的将来。”全球系统研究所所长Tim Lenton说,“它证实,大力限制伐木,同时限制全球温室气体排放,对保护亚马逊是必要的。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41558-022-01287-8

来源:中国科学报