飓风正在把红树林变成幽灵森林
根据一项新的卫星研究，对生态系统和海岸保护至关重要的佛罗里达州红树林正在努力从近期严重飓风造成的破坏中恢复过来。红树林是佛罗里达大沼泽地的一大特色，它们半浸在水中的根部形成了一条条风景如画的隧道，皮划艇爱好者经常在此探险。 红树林不仅美不胜收，还在支持人类和海洋生物方面发挥着重要作用。 它们有助于稳定海岸线、减少潮汐影响、储存碳以及防止风暴潮造成的侵蚀。 它们错综复杂的根系还为鱼类和其他水生生物提供了重要的庇护所。
使用基于陆地卫星的算法绘制的地图显示了 2005 年 "威尔玛 "飓风和 2017 年 "艾尔玛 "飓风前后濒临墨西哥湾的南部大沼泽地国家公园红树林的状况。
虽然红树林对洪水的适应能力很强，但《环境遥感》（Remote Sensing of Environment）杂志上发表的一项新研究显示，红树林的恢复能力正经受着前所未有的考验。 研究人员利用 Landsat 卫星提供的数据，考察了佛罗里达州从 1999 年 1 月到 2023 年 4 月的红树林状况。 研究结果表明，随着飓风日益频繁和严重，一些红树林正在丧失其自然复原能力。
"我们的监测显示，在最近的飓风（如2017年的伊尔玛飓风和2022年的伊恩飓风）之后，失去自然恢复能力的红树林面积大幅增加，"该研究的共同作者、美国地质调查局-美国国家航空航天局陆地卫星科学团队前成员Zhe Zhu说。
以往的研究通常分析特定的干扰，如飓风，并跟踪风暴袭击后红树林的损失情况。 例如，下面这张照片是由G-LiHT（戈达德激光雷达、高光谱和热成像仪）拍摄的，显示了佛罗里达州南部的红树林在飓风艾尔玛的破坏情况。 在新的研究中，研究人员试图更全面地了解红树林的状况随着时间的推移发生了怎样的变化，希望能深入了解这些树木是如何恢复的。
研究人员将红树林的状况分为四类：健康、受干扰、正在恢复和衰退。 健康的红树林在受到风暴袭击时没有任何变化。 受干扰的红树林会受到风暴的影响，但会在同一个生长季内恢复到健康状态。 恢复期的红树林需要超过一个生长季的时间才能反弹。 衰退的红树林是指在受到干扰后没有自然恢复，而是面临长期衰退的红树林。
这种基于卫星的方法的好处是可以对红树林状况进行持续监测。 研究人员可以在干扰发生时及时捕捉。 他们使用机器学习算法对红树林状况进行分类，该算法可随着新的大地遥感卫星数据的出现而不断更新。 该算法还能及早识别红树林衰退的迹象，提醒土地管理者应将工作重点放在哪里。
Zhu说："我们的研究旨在为红树林的衰退提供一个早期预警系统，帮助在不可逆转的损失发生之前确定面临风险的地区。"
可视化红树林复原力变化的最清晰方法之一是比较不同干扰下的恢复情况。 本页顶部的地图是利用基于陆地卫星的算法绘制的，显示了墨西哥湾沿岸大沼泽地国家公园南部的红树林状况。
这些地图显示了2005年飓风威尔玛和2017年飓风艾尔玛前后的红树林状况，这两次飓风都是5级风暴。 威尔玛飓风过后，大部分受损的红树林自然恢复，而艾尔玛飓风过后的红树林则出现了大面积的衰退（地图上用橙色表示），其中一些红树林最终变成了"幽灵森林"--一片枯树林。
在未来的工作中，研究人员希望扩大研究区域，并努力建立一个系统来监测全球的红树林状况。 同时，他们计划对当前的算法进行微调，以更好地了解红树林变化的不同驱动因素。
Zhu说："通过确定变化是由极端天气事件、海平面上升还是人类活动驱动的，我们可以在瞬息万变的环境中为保护和管理策略提供更有针对性的见解。"
使用基于陆地卫星的算法绘制的地图显示了 2005 年"威尔玛"飓风和 2017 年"艾尔玛"飓风前后濒临墨西哥湾的南部大沼泽地国家公园红树林的状况。
编译自/ScitechDaily
