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天空中的眼睛观察着森林的消失

遥感技术对于测量森林的流失至关重要。各国不需要自己拥有卫星,但是它们确实需要训练。

Azul山从安第斯山的丘陵地带向东延伸。这些单独的山脉覆盖了数千平方英里的面积,而且在2001年它们的丰富而原始的森林被宣布为一个国家公园。然而,这个国家公园周围的森林被迅速地变成了道路、商品作物种植园和其他发展项目。为了生存,Azul山国家公园需要资金,而它认为一个长期解决方案是REDD(减少来自伐林和林地退化导致的碳排放的策略)。

和所有其他等待接受REDD的国家一样,秘鲁首先必须解决一些技术问题。最重要的是有能力测量、验证和检测来自森林砍伐的碳排放。这是一个挑战,但是新的科学已经减轻了障碍。

天空中的眼睛

为了计算当森林被砍伐或退化的时候释放的额外的碳,我们必须准确地知道哪些地区受到影响,而且必须估计森林储藏了多少碳。这些数据的质量决定了REDD项目的成败。自从20世纪90年代以来,已经用卫星在全球、全国和地区层次上监测森林覆盖率,为森林覆盖率地图提供了数据。巴西和印度已经测绘了它们的森林达十多年之久。

很容易利用来自美国宇航局的中分辨率成像光谱仪(MODIS)等传感器获取的卫星影像发现大规模的森林砍伐,即超过25公顷的森林被砍伐。利用提供更高分辨率影像的卫星——例如巴西亚马逊森林砍伐监测项目(PRODES)所使用的卫星——可以发现更小片被砍伐的森林, 一旦发现了森林砍伐的热点地区,就可以利用地面或航空观测数据更仔细地检查它们。

没有卫星,没有问题

即便一些没有自己的卫星的国家——例如秘鲁——也正在发现这种遥感数据有用处。负责保护Azul山的非政府组织(自然区域保护、调查和管理中心,CIMA)的技术负责人Lucia Ruiz Ostoic说,该国自从2001年“只有一幅”全国森林覆盖图。但是这并没有阻止Ostoic及其同事测绘该公园及其周围的森林砍伐。
通过分析由美国宇航局的一系列陆地卫星和法国的地球观测系统卫星(SPOT)收集的数据,它们已经测绘了1996-2007年的森林覆盖。

联合国粮农组织(FAO)的自然资源管理和环境部的主任Peter Holmgren说,这项事业的一个困难在于数据的提供并没有标准化。常常很难阅读卫星数据并弄清它们的含义。

卡内基研究院位于斯坦福大学的全球生态部门的Gregory Asner及其同事确信该问题将很快被解决。他们已经开发出了一种桌面应用程序,称为卡内基陆地卫星分析系统简化版(CLASLite),从而帮助当地的森林管理者和政府机构解释卫星数据。“我们将需要让非专家能够使用它,也就是那些正在使用关于森林覆盖和森林砍伐的应用软件、但不是遥感专家的人们。”Asner说。

“CLASLite处理原始数据并100%地自动转换成3种类型的地图:森林覆盖、森林砍伐和森林退化。”他解释说。在一台普通的笔记本电脑上,CLASLite只需要大约1小时就可以测绘1万平方公里。

他利用来自基金会的资助开发了这种软件。如今,他正在拉丁美洲国家分发这种软件,并研究如何在其他非洲地区最好地使用它。

Ostoic对这个软件感到高兴。本月早些时候,她和来自5个拉丁美洲国家的52个机构的同事参加了一个CLASLite研修班,学习了如何使用该软件以及把它和其他工具结合起来估计碳储藏。

测量退化

但是REDD的另一个组成部分——林地退化——完全是一个更加难以捉摸的任务。

“退化是另一个问题。”美国华盛顿特区的世界资源研究所的森林景观目标项目经理Fred Stolle说。作为一个概念,退化不那么实在,而且也不存在普遍接受的定义。它的原因包括从选择性砍伐和焚烧到定期采伐木柴。它可能很多而且具有破坏性,但是它也可能发生在散布在森林中的小片区域,而且更难以用遥感技术发现。

Asner等专家确信遥感技术的进步和更先进的分析方法将及时解决这个问题。但是他也同意最好的方法将是结合遥感数据和来自实地的信息。

见木见林

REDD的另一个要求是估计究竟有多少碳被固定在了一片特定的森林中。斯坦福大学粮食安全和环境项目的一个土地使用专家Holly Gibbs说,通常,一棵树的大约47%的生物质是碳。“我们直接测量碳的唯一方法是把树伐倒,把它烘干然后进行实际称量。”她说。

Gibbs解释说,在传统上,生态学家和林业科学家就是这样做的,然后他们设计出放大这种测量的方法。
例如,生物群落平均方法综合了不同类型的森林的几个大致的数字,每种森林的碳储藏量都有一些大致的数字,然后把这些大概数字印在土地覆盖图上。Gibbs说,这些结果在全球范围都是一致的,但是不确定性很大。
另一个更精确地方法是一种利用树的直径及其高度估计生物质的森林调查方法。联合国粮农组织为世界各国编纂了这种调查记录,但是它们的制作时间长,而且可能不一致。

Gibbs及其同事2007年在《环境研究快报》杂志上发表的一篇论文中概述了现有的估计热带森林碳储藏的方法。
遥感技术能帮上忙吗?卫星的雷达传感器和航空激光传感器展示出了一些有希望的结果,但是遥感仍然很昂贵,而且需要有很高的技术。科学家说,在10年的时间里,投资和研究的增加可能克服这些技术障碍。目前,把现有的遥感技术与实地测量结合起来,可以让各国得到对热带森林的碳损失的比较好的估计。科学家说,实地测量总是至关重要的。“我们确实需要专门去收集碳储藏的信息。”Gibbs指出。“确实,无论我们怎么做,无论我们设计何种类型的测量系统,我们还将需要人们在实地工作。” Ostoic表示同意。但是她说估计碳储藏是昂贵的,特别是对于一个REDD项目的早期阶段。

修正基准

或许Azul山面临的最困难的问题是,为了获得REDD的资金,你需要证明如果什么也不做,那么会失去多少森林——即提供一个基准。

这看上去似乎很简单——为什么不根据历史上的森林砍伐和退化率进行预测呢?这对于印度尼西亚等正在以令人警觉的速度失去森林的国家而言很容易。美国马萨诸塞州Woods Hole研究中心的土地使用科学家Nadine Laporte说,诸如陆地卫星等卫星已经从20世纪70年代开始收集陆地覆盖的信息,给出了清晰的历史信息。

Laporte说,但是在刚果民主共和国(DRC)等非洲中部国家,历史上的森林砍伐率非常低。直到不久之前,战争和政局动荡一直让投资者远离这里。

然而,如今来自全世界的投资者——包括中国和法国——已经蜂拥而至。“我认为情况将发生迅速的变化。”Laporte说。森林砍伐很可能增加,而历史的森林砍伐率将无法帮助中非国家预测这种变化将有多快。设在肯尼亚的联合国环境规划署的森林和气候变化部门的高级项目官员Mario Boccucci说,目前的排放率的基准有很大的争议。他还说,而解决方案将是更加偏重政治而非科学的。Laporte也指出,印度尼西亚和巴西正在要求采用历史基准,而刚果民主共和国等中非国家正在坚持要使用对未来排放的基于宏观经济学的预测。
这个问题对于Azul山也很棘手。尽管和刚果民主共和国不同,这里没有战争,也没有印度尼西亚那样的高森林砍伐率。当CIMA及其合作者——秘鲁政府以及芝加哥自然博物馆 ——设法预测森林砍伐率的时候,他们使用的GEOMOD模型没能反映出现实情况。

年复一年地监测

监测森林可以提供帮助,但是这需要时间和金钱。“如果你年复一年地监测,它就会变得越来越强大。”Stolle指出。但是各国“很难系统地这样做。”有时候缺乏政治意愿,但是常常是由于缺乏资金、基础设施和人的能力。
各国监测和测量来自森林的排放的能力有很大的差异。一个极端的例子是巴西。该国拥有最大的热带森林,也是由于热带森林损失造成的温室气体排放最多的国家—— 全球因为森林砍伐造成的30%的排放来自该国。巴西也是仅有的两个拥有长期森林监测项目的国家之一。它的亚马逊森林砍伐监测项目(PRODES)提供了高分辨率的图像,应该能够帮助满足巴西实现到2018年把来自森林砍伐和退化的排放减半的目标。

Laporte说,其他大多数国家正在远远落在后面。例如,刚果民主共和国仍然缺乏足够的受过训练的人员系统地分析遥感数据。

刚果民主共和国拥有世界上现存的第二大热带森林,而且最近获得了来自世界银行森林碳伙伴基金的20万美元用于启动REDD的工作。Laporte正在帮助该国的环境部制定一个全国REDD策略,她说资金太少,而且需要太长的时间(2年)才能获得。“这很遗憾!”她说,“如果各国没有钱,你就无法让它们在一些问题上取得更快的进展。”

这种能力的差异意味着不可能存在一个统一标准的REDD项目,至少在开始的时候是这样。“REDD的关键是不同的国家可以在不同的层次上参与。”Asner指出。

政府间气候变化委员会(IPCC)已经为发展中国家的碳评估体系提供了良好的实践指南。这份指南被分成了三个层次,每一个的碳核算体系都比上一个准确。专家说,如果REDD成为了后京都国际气候协议的一部分,许多国家应该能够进入REDD的第1层次,即对森林覆盖和碳储藏进行最粗略的核算。他们希望,对技术和能力的逐渐改善应该能逐渐允许根据第2层和第3层进行报告。

重要的是记住“REDD目前可能不是完善的,” Laporte指出,“但是它是我们可能用于减缓确实很大规模的森林砍伐的唯一类型的经济工具。”