巴西大西洋森林成熟林丧失的警示模式：一项定量与定性研究
学术背景
巴西大西洋森林是全球生物多样性热点之一，拥有大量特有物种，并为生态系统服务提供了重要支持。然而，长期的森林砍伐导致其原始森林覆盖率仅剩24%。尽管已有法律保护措施，但森林丧失的速度仍然令人担忧。为了更好地理解当前法律在遏制森林砍伐方面的有效性，研究人员对巴西大西洋森林中成熟林的丧失进行了全面的定量与定性时间序列分析。该研究旨在揭示森林丧失的空间和时间模式，评估其非法性，并为未来的保护政策提供科学依据。
论文来源
该研究由Silvana Amaral、Jean Paul Metzger、Marcos Rosa、Bruno Vargas Adorno、Gabriel Crivellaro Gonçalves和Luis Fernando Guedes Pinto共同完成。作者分别来自巴西国家空间研究所（INPE）、圣保罗大学（University of São Paulo）以及SOS Mata Atlântica基金会。该论文于2025年3月发表在《Nature Sustainability》期刊上，DOI为10.1038/s41893-025-01508-w。
研究流程
1. 数据收集与处理
研究基于2010年至2020年的卫星影像数据，使用Landsat和PlanetScope卫星图像进行森林覆盖变化的监测。研究团队首先定义并识别了成熟林（mature forests），即无明显干扰的原始林或中晚期次生林。通过视觉解译和自动分类相结合的方法，研究团队绘制了14,401个森林丧失多边形（deforestation polygons），总面积达186,289公顷。
2. 空间与时间分析
研究人员对这些森林丧失多边形进行了空间和时间分布的分析。通过核密度分析（kernel density analysis），研究团队识别了两个主要的森林丧失热点区域：北部热点（巴伊亚州和米纳斯吉拉斯州）和南部热点（巴拉那州和圣卡塔琳娜州）。此外，研究还分析了森林丧失的土地权属（land tenure）类型，包括私有土地、保护区、土著土地和定居项目等。
3. 土地利用与覆盖变化
为了了解森林丧失后的土地利用变化，研究团队使用PlanetScope卫星图像对2021年的土地利用和覆盖（LULC）进行了分类。研究人员发现，大部分森林丧失区域转变为牧场（pasture）、临时作物（temporary crops）和次生植被（secondary vegetation）。这些变化在不同土地权属类型中表现出显著差异。
4. 温室气体排放估算
研究还估算了2010年至2020年间森林丧失导致的温室气体排放。根据巴西温室气体排放和清除估算系统（SEEG）的方法，研究团队计算出这些森林丧失共排放了89.14百万吨二氧化碳当量（MtCO2e），占巴西2023年总排放量的3%。
主要结果
1. 森林丧失的空间分布
研究显示，森林丧失主要集中在巴伊亚州和米纳斯吉拉斯州（占50%），以及巴拉那州和圣卡塔琳娜州（占16%）。北部热点的森林丧失主要与季节性落叶林（seasonal decidual forests）和半落叶林（seasonal semideciduous forests）的砍伐有关，而南部热点则主要涉及混合雨林（mixed ombrophilous forests）的丧失。
2. 土地权属与森林丧失
研究发现，73%的森林丧失发生在私有土地上，而保护区和土著土地的森林丧失率较低。尽管如此，土著土地的森林丧失率（0.8%）仍接近私有土地的平均水平（1.3%），表明这些地区也面临较大的压力。
3. 土地利用变化
森林丧失后的土地利用变化显示，牧场和临时作物是主要的转变类型。在私有土地中，牧场占38-43%，临时作物占11-15%。在保护区和土著土地中，次生植被是主要的覆盖类型，表明这些区域的森林恢复潜力较大。
4. 温室气体排放
研究估算的温室气体排放量为89.14 MtCO2e，主要来自成熟林的碳储量丧失。这一结果表明，森林丧失不仅威胁生物多样性，还对气候变化产生了显著影响。
结论与意义
该研究揭示了巴西大西洋森林成熟林丧失的严重性，并指出了当前法律保护措施的局限性。研究结果表明，尽管有法律保护，但森林丧失仍然广泛存在，且大部分具有非法性。研究强调了加强保护措施的重要性，特别是在森林丧失热点区域。此外，研究还为未来的森林恢复和保护政策提供了科学依据，特别是在土地利用规划和碳减排策略方面。
研究亮点
- 热点区域识别：研究首次通过核密度分析识别了巴西大西洋森林的两个主要森林丧失热点区域，揭示了不同地区的森林丧失驱动因素。
- 土地权属分析：研究详细分析了不同土地权属类型下的森林丧失率，为制定针对性的保护政策提供了依据。
- 土地利用变化：通过高分辨率卫星影像，研究揭示了森林丧失后的土地利用变化，为理解森林丧失的长期影响提供了重要数据。
- 温室气体排放估算：研究估算了森林丧失导致的温室气体排放，为巴西的碳减排目标提供了科学支持。
其他有价值的信息
研究还指出，尽管次生植被在森林丧失后占据了较大比例，但这些次生林的生物多样性和碳储量较低，且容易再次丧失。因此，研究呼吁在未来的保护政策中，不仅要关注森林丧失的遏制，还要重视次生林的恢复和管理。
该研究的数据和分析结果已通过Zenodo平台公开，可供其他研究人员和政策制定者使用。