Исследование восстановления Атлантического леса в штате Сан-Паулу

Атлантический лес был настолько сильно вырублен и выжжен за несколько веков, что от него осталось лишь около 12%. Тем не менее, он остается одним из крупнейших хранилищ биоразнообразия на планете, и, вопреки казавшемуся необратимым процессу, лесной покров в этом биоме начал восстанавливаться в последние десятилетия.

Чтобы подтвердить эту тенденцию и понять динамику деградации и восстановления фрагментов леса, исследование, проведенное в Национальном институте космических исследований (INPE) в Бразилии, сравнило недавние спутниковые снимки высокого разрешения с геопривязанными аэрофотоснимками 1962 года. Для анализа изменений лесного покрова использовались мощные вычислительные ресурсы и два вида деревьев-пионеров в качестве маркеров: Cecropia hololeuca (серебристая эмбауба) и Tibouchina pulchra.

Виды-пионеры — это выносливые виды, которые первыми заселяют ранее нарушенные или поврежденные экосистемы. Статья об исследовании опубликована в журнале PLOS ONE.

• C. hololeuca является маркером деградировавшего леса.
• T. pulchra — индикатор восстановления леса на бывших пастбищах.
• Сравнение изображений позволило определить, развились ли исследуемые лесные фрагменты из пастбищ или существовали до 1962 года.

Понимание истории остатков Атлантического леса важно, поскольку биоразнообразие потенциально наибольшее в более старых, менее деградировавших лесных формациях.

Регион и результаты исследования:

• Изучаемый регион в штате Сан-Паулу расположен между Сан-Жозе-дус-Кампус и Убатубой и включает часть парка Серра-ду-Мар.
• В этом квадрилатерале размером примерно 100 на 60 км находится более 2000 лесных фрагментов.
• Были составлены карты доминирования двух видов-маркеров.
• Как минимум 4,3% естественного лесного покрова региона восстановились после 1962 года.

Причины восстановления и методы:

• Восстановление, вероятно, началось после принятия Федерального закона 5106 в 1966 году, поощрявшего лесовосстановление с помощью налоговых льгот.
• Эвкалиптовые рощи, посаженные на ранее безлесных территориях, хотя и бедны биоразнообразием, также способствовали расширению лесного покрова.
• Исследование использовало базу данных из снимков спутников WorldView-2 и WorldView-3 (разрешение 0,5 м и 0,3 м соответственно) и 40 аэрофотоснимков 1962 года.
• Для анализа был применен мощный инструмент искусственного интеллекта — сверточная нейронная сеть (CNN) U-net, способная с высокой точностью классифицировать миллионы объектов на изображении.

Ключевой вывод:

Почти все особи T. pulchra находились внутри или рядом с лесными остатками, восстановившимися с 1962 года, что четко указывает на регенерацию. C. hololeuca же появлялась почти исключительно в более старых фрагментах, уже существовавших в 1962 году.

Эта процедура будет распространена на весь биом Атлантического леса, остатки которого находятся на побережье 17 бразильских штатов. Цель исследования — определять историю леса (старый он или недавний) для его эффективной сохранности.