物理科技生物学-PHYICA

自然经济学:绘制利渡部清香比里亚生态系统图以了解其价值

生物 2021-12-09 00:03:19

作者索菲·贝茨,美国宇航局戈达德太空飞行中心 野生动物栖息地是决定生态系统重要性和自然资本的重要因素

信用:特隆德·拉森/保护国际 保护科学家特隆德·拉森和他的团队徒步穿越利比里亚的一个偏远森林,记录下他们看到的植物、动物和昆虫

他们注意到森林是完整的还是退化的

在他们头顶上方,美国国家航空航天局的地球观测卫星收集了关于地形的数据,这些卫星继续在非洲上空运行

该小组和卫星收集的数据将被利比里亚政府和全球非营利的国际保护组织用来将该国的自然资源和生态系统纳入其经济规划

这一过程被称为生态系统核算,有助于达到联合国环境经济核算体系(SEEA)中概述的标准

该项目支持《非洲可持续发展哈博罗内宣言》的目标,该宣言包括包括利比里亚在内的18个非洲国家,致力于对其自然资源和生态系统进行生态系统核算

该项目是美国航天局、国际养护组织和利比里亚政府通过环境保护局共同努力的结果,旨在试验一种创新和可复制的方法,更准确地绘制生态系统地图,以支持有效的规划和可持续的决策

美国国家航空航天局的卫星数据和专家分析将提供利比里亚硬木森林、红树林和其他生态系统的全国图像;国际养护组织和利比里亚政府将通过环境保护局利用它们在生态系统核算、实地研究和当地知识方面的专门知识来增加这些数据,以量化该国自然资源和相关生态系统服务的价值

该项目目前以利比里亚为重点,计划将来转移到博茨瓦纳和加蓬

“问题是我们并不总是知道撒哈拉以南非洲生态系统的价值,各国也无法规划和管理他们无法衡量的东西,”国际保护协会摩尔科学中心副总裁丹尼尔·朱恩说

他说,评估该国的自然资源是确定这些资源的自然资本——或价值——的第一步,这可以改善保护工作

利比里亚生物学家和保护国际的研究科学家徒步穿越森林的偏远地区,收集关于生态系统的观察结果

信用:特隆德·拉森/保护国际 对某些生态系统服务而言,分配经济价值比其他服务更容易

例如,沿海红树林为烹饪和吸烟提供木柴,也为鱼类、软体动物和虾提供栖息地

然而,红树林还保护沿海社区免受极端天气的影响,带来生态旅游的收入,并在土壤、树根和树木本身中储存大量的碳

这些服务很难量化

为了确保充分的生态系统核算,科学家和自然资源保护者需要详细说明利比里亚现有土地覆盖类型及其位置的地图

这就是美国宇航局的作用

美国国家航空航天局的研究小组,由研究物理科学家洛拉·法托因伯和克里斯·马塞,以及在马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的生物圈科学实验室的副研究员科学家塞利奥·德·索萨共同领导,利用美国国家航空航天局和美国地质调查局的联合陆地卫星任务的图像制作了整个国家的土地覆盖图

利比里亚上方的天空经常多云,卫星无法很好地观察下方的陆地,所以德索萨必须找到每个地区的无云图像,然后使用计算机程序将它们重叠并拼接在一起,制作出整个利比里亚的马赛克

他使用机器学习算法将地区分为不同的类别——森林、红树林、水域、城市地区和农业地区

最后,德索萨利用来自全球生态系统动态调查(GEDI)项目的高分辨率商业卫星数据和树高信息完善了分类

美国航天局正通过环境保护局与国际养护组织和利比里亚政府合作,试行一种创新和可复制的方法,更准确地绘制生态系统地图,以支持有效的规划和可持续的决策

信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室 德索萨说:“为了制作这些高质量的土地覆盖图,我们真的在利用美国宇航局的技术专长。”

在过去的20年里,德·索萨每年都制作一张土地覆盖图

这个时间序列让研究人员可以看到人类活动和自然过程如何改变了利比里亚的地貌

它还将为利比里亚政府提供所需的信息,以确定土地从一种类型转变为另一种类型——例如,将一片古老的森林转变为棕榈油种植园——将如何影响该国的经济和生物多样性

国际养护组织利用实地研究获得的生物多样性信息和居住在这些地区的利比里亚社区的当地知识,完善了这些土地覆盖图

例如,国际保护小组将把一大片被广泛归类为“硬木林”的区域分解成不同的生态系统——如古老的森林、原始生长的森林、草地和溪流

这些生态系统中的每一个都有自己的动植物群,因此它们各自提供不同的自然资源和生态系统服务

然后国际保护小组的米罗·洪扎克将计算这些生态系统的经济效益

“我们本质上是将生态系统转化为一个经济部门,这样各国就可以更有效、更可持续地进行规划,”朱恩解释道

通过查看每年的生态系统范围图,科学家可以看到土地是如何随时间变化的

上面的时间序列显示了利比里亚布坎南市附近城市区域的扩张(红色)和红树林的收缩(紫色)

信用:美国宇航局的科学可视化工作室 利比里亚政府官员将能够利用这一信息了解各种基础设施项目的影响或土地转换的成本

这些信息也将有助于确定机会,并决定为森林保护等项目分配多少资金,以遵守将于2021年发布的新SEEA指导方针中概述的标准

“我们的目标是把我们生产的东西交给这些国家,这样他们就可以继续进行生态系统核算,”马斯说

该项目利用了美国国家航空航天局和其他机构的现有数据,这些数据在谷歌地球引擎中很容易获得,使利比里亚政府能够继续每年将生态系统纳入其会计核算

该伙伴关系还打算帮助博茨瓦纳和加蓬今后实施类似的系统

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