Table of Contents
Геоморфный фонд лесных биомов
Распределение лесов не случайно. Местоположение и здоровье лесов мира в основном контролируются физической структурой поверхности Земли. Горы создают дождевые тени, равнины накапливают глубокие почвы, а речные долины создают линейные оазисы биоразнообразия. Эти рельефы диктуют климатические закономерности, химию почвы и гидрологию, формируя экологическую оболочку, в которой леса должны выживать. В то же время человеческие решения о том, где расчистить землю для сельского хозяйства, инфраструктуры и лесозаготовок, сильно ограничены теми же топографическими особенностями. Горы блокируют дороги, крутые склоны увеличивают риск эрозии, а плоские равнины приглашают механизированное сельское хозяйство. Эта взаимная связь между физической географией и использованием человеком создает различные закономерности лесного покрова и обезлесения, которые можно картировать, моделировать и управлять.
Роль крупномасштабной топографии
В континентальном масштабе крупные горные хребты перенаправляют атмосферную циркуляцию. Анды блокируют влагу с Тихого океана, создавая гиперзасушливую пустыню Атакама при подаче влаги из Атлантического бассейна Амазонки. Гималаи гонят индийский муссон, который поддерживает густые тропические и субтропические леса по всей Южной и Юго-Восточной Азии. Без этих орографических эффектов лесные биомы были бы кардинально разными по протяженности и составу. Формами суши, короче говоря, являются леса, на которых строятся биомы.
Почвенное образование и родительский материал
В основе геологии и геоморфной истории региона лежит плодородие почвы. Молодые вулканические почвы на крутых склонах (например, Индонезия, Центральная Америка) естественным образом богаты минералами и поддерживают густые леса, но также привлекают интенсивное сельское хозяйство. Древние выветрившиеся кратоны (например, Гвианский щит, бассейн Конго) производят бедные, кислые почвы, которые ограничивают сельскохозяйственный потенциал, позволяя лесам сохраняться под более низким давлением человека. Поймы, построенные из осадочных отложений, представляют собой среднюю почву: высокоплодородные, но очень уязвимые для очистки риса и сои. Понимание этой взаимосвязи почвенно-ландшафтной формы имеет важное значение для прогнозирования того, где вырубка лесов наиболее вероятна.
Возвышение, склон и вертикальная зонация лесов
По мере увеличения высоты температура падает с предсказуемой скоростью (адиабатический уровень провисания около 6,5 °C на километр), создавая отдельные экологические зоны, сжатые на короткое вертикальное расстояние. Этот эффект наиболее драматичен в тропических горах, где подъем на несколько тысяч метров может пересекать экосистемы, эквивалентные поездке от экватора к полюсам.
Облачные леса Монтаны и альпийские древесины
На средних высотах (обычно 1500-3,000 метров в тропиках) устойчивый облачный покров создает горные облачные леса. Эти леса характеризуются высоким эндемизмом, замедлением роста деревьев и сильной зависимостью от горизонтальных осадков (туманный перехват). Над линией деревьев холодные температуры и высокие ветры полностью препятствуют росту деревьев, уступая место альпийским лугам или парамо. Эти леса высокого уровня жизненно важны для регулирования водораздела, захвата влаги из облаков и медленного высвобождения ее вниз по течению. Они также очень чувствительны к изменению климата, поскольку потепление температуры толкают образование облаков вверх, угрожая видам, которые зависят от этих узких полос обитания.
Стиг-споты как естественная рефугия
К крутым склонам и пересеченной местности трудно получить доступ и дорого для фермы или леса. В результате они часто функционируют как естественная рефугия для первичных лесов в регионах, где в противном случае доминирует сельское хозяйство. В Атлантическом лесу Бразилии, например, большинство оставшихся фрагментов леса сосредоточены на крутых склонах, которые никогда не были очищены для сахарного тростника или кофе. Топографическая защита , обеспечиваемая крутыми склонами, является критической переменной в моделях обезлесения. Районы со средними склонами, превышающими 15-20 градусов, значительно менее вероятно, будут очищены, даже когда окружены активными границами обезлесения. Эта картина сохраняется от Амазонки до Юго-Восточной Азии, где вырубка и расширение плантаций сначала нацелены на плоскую, доступную землю, прежде чем перейти в более крутую местность.
Влияние водоемов и прибрежной топографии
Близость к воде является еще одним мощным детерминантом распределения лесов. Реки, озера и береговые линии создают уникальные микроклиматы с более высокой влажностью, умеренными температурами и различными режимами возмущения. Эти районы поддерживают леса, которые структурно и композиционно отличаются от своих внутренних аналогов, но они также сталкиваются с уникальными давлениями обезлесения.
Рипарианские и пойменные леса
Речные коридоры выступают в качестве естественных магистралей для разгона видов и посягательства человека. Рипарские леса представляют собой узкие полосы густой растительности вдоль водных путей, которые обеспечивают критическую связь с средой обитания и качество буферной воды. Пойменные леса, такие как варзея Амазонки и болотные леса бассейна Конго, адаптированы к сезонному затоплению. Хотя это наводнение защищает их от некоторых форм сельского хозяйства, они уязвимы для строительства гидроэлектростанций и вырубки рек. Поскольку реки обеспечивают транспортный доступ, пойменные леса часто испытывают обезлесение раньше, чем нагорные районы, создавая характерную картину потери лесов вдоль речных сетей, видимых со спутниковых снимков.
Прибрежные леса и мангровые леса
Прибрежные формы суши — дельты, эстуарии и барьерные острова — содержат специализированные леса, которые соединяют наземные и морские экосистемы. Мангровые леса процветают в приливной зоне, стабилизированной сложными корневыми системами, которые улавливают осадочные и буферные береговые линии от штормов. Распределение мангровых лесов тесно связано с прибрежной топографией: они требуют низкоэнергетических, мягко наклонных береговых линий с мелкими отложениями. Дельта, такая как Сундарбаны (Ганг-Брахмапутра) и Дельта Меконга, поддерживают некоторые из крупнейших смежных мангровых лесов в мире. Эти леса находятся под чрезвычайным давлением аквакультуры (особенно креветочного сельского хозяйства), которая обычно расширяется вдоль плоских, доступных береговых линий, где растут мангровые леса. Преобразование мангровых лесов является прямой функцией их доступной прибрежной топографии.
Орографические осадки и наветренные скаты
Когда преобладающие ветры сталкиваются с прибрежными горными хребтами, воздух вынужден подниматься вверх, охлаждаясь и конденсируясь в интенсивные дожди. Этот орографический эффект создает некоторые из самых влажных лесов на Земле, такие как те, которые находятся на наветренных склонах Западных Гат, Анд и прибрежных хребтов Британской Колумбии. Эти леса, как правило, богаты биомассой и разнообразными видами. Однако те же крутые, дождливые склоны, которые поддерживают пышные леса, также ограничивают человеческие поселения. Подветренные дождевые тени, напротив, часто поддерживают более сухие леса или саванны, которые более доступны и имеют более длительную историю человеческой оккупации и расчистки.
Топография как основной детерминант моделей обезлесения
Если рельефы определяют, где могут расти леса, они также определяют, где вырубаются леса. Гипотеза доступности FLT:0 утверждает, что вырубка лесов является функцией стоимости доступа и преобразования земли. Плоские, низменные, хорошо дренированные районы вблизи рек и дорог сначала очищаются. Поскольку они становятся дефицитными, вырубка лесов переходит в более крутую, более удаленную местность. Это создает предсказуемую пространственную картину, которую можно моделировать с помощью цифровых моделей возвышения (DEM) и инфраструктурных карт.
Плоские равнины и промышленное сельское хозяйство
Самые плоские земли находятся под наибольшей угрозой. Великие равнины мира — бразильская Серрадо, американский Средний Запад, украинские степи, дельта Меконга — массово преобразованы в сельское хозяйство. В тропических регионах равнинная местность является основной целью для разведения сои, пальмового масла и крупного рогатого скота. Расширение масличных пальм в Индонезии и Малайзии было сосредоточено на равнинах низменности и аллювиальных вентиляторах, где урожайность самая высокая и механизация самая простая. Данные Института мировых ресурсов показывают, что более 80% глобального обезлесения для сельского хозяйства происходит на землях со склонами ниже 10 градусов. Плоские равнины, короче говоря, являются низко висящими плодами сельскохозяйственной экспансии.
Внешняя ссылка: Институт мировых ресурсов: леса и землепользование предоставляет обширные данные о географических факторах обезлесения.
Дороги и инфраструктурные сети
Дороги являются основными векторами обезлесения. Они открывают пограничные леса для заселения, лесозаготовок и сельского хозяйства. Критически дороги строятся по пути наименьшего топографического сопротивления: хребты, речные долины и равнинная местность. В Амазонии характерный «рыбный» рисунок обезлесения является прямым результатом дорог, построенных перпендикулярно основным автомагистралям, с расчистками, излучающимися вдоль топографически подходящих линий. Как только дорога строится, обезлесение предсказуемо расширяется в коридоре доступной местности. Низкий склон и Близость к дорогам являются двумя самыми сильными предикторами риска обезлесения почти в каждом тропическом лесном регионе на Земле.
Качество почвы и пригодность землепользования
Топография диктует, где почвы глубокие, плодородные и хорошо дренированные. Дно долины накапливает аллювиальные отложения и является основными целями для рисовых полей и овощеводства. Нагорные плато с глубокими, выветрившимися почвами поддерживают сою и кукурузу. Крутые склоны с тонкими, каменистыми почвами часто заброшены после нескольких лет смещения культивирования, что приводит к мозаике вторичных лесов и деградированных лугов. Эта картина особенно заметна в высокогорьях Юго-Восточной Азии и Центральной Америки, где давление населения заставляет фермеров на все более маргинальные склоны, сокращая циклы подвала и предотвращая восстановление лесов.
Региональные тематические исследования в области вырубки лесов, обусловленной топографией
Изучение конкретных регионов показывает, как местные формы рельефа создают различные модели обезлесения. Понимание этих моделей имеет важное значение для эффективного нацеливания усилий по сохранению.
Бассейн Амазонки: равнины против Foothills
«Арка обезлесения» следует за южными и восточными краями бассейна Амазонки, где плоские, сухие и хорошо дренированные земли перехода Серрадо во влажные низменные леса. Здесь топография является ключевым фактором: плоская местность позволяет создавать массивные механизированные соевые фермы и ранчо крупного рогатого скота. В западной Амазонии, недалеко от Анд, вырубка лесов сосредоточена на более низких склонах и вдоль судоходных рек. Предгорья Стейпер-Анд часто избегают, но дорожное строительство, вызванное разведкой нефти, газа и добычи полезных ископаемых, толкает вырубку лесов в эти ранее отдаленные горные леса. Обширная отчетность Монгабая на Амазонке показывает, как инфраструктурные проекты в Андах напрямую коррелируют с шипами в потере лесов на доступных склонах.
Внешняя ссылка: Монгабай: Новости сохранения Амазонки широко охватывает пересечение топографии и вырубки лесов.
Бассейн Конго: плато, реки и болота
Леса Центральной Африки распределены по массивному, мягко волнообразному плато. Обезлесение сильно сконцентрировано вдоль лесосаваннских окраин на севере и юге, где доступность выше, а огонь используется для управления земельными ресурсами. Центральная депрессия, в которой доминируют постоянно затопленные болотные леса (Cuvette Centrale), в значительной степени нетронута из-за ее недоступности и сложной топографии. Здесь реки служат основными транспортными маршрутами, но болотистая местность ограничивает поселения и сельское хозяйство. Восточные высокогорья с их крутыми склонами и плодородными вулканическими почвами являются горячей точкой обезлесения, обусловленной мелким сельским хозяйством и производством древесного угля.
Юго-Восточная Азия: вулканические склоны и дельтаические равнины
Островная Юго-Восточная Азия представляет собой резкий контраст между плодородными вулканическими склонами и плоскими прибрежными равнинами. На Суматре, Яве и Сулавеси вулканические почвы поддерживают плотные популяции и высокоценные культуры, такие как кофе и пальмовое масло. Обезлесение здесь было экстремальным на доступных склонах до 30 градусов. Плоские, болотистые низменности Борнео и Суматры, когда-то покрытые торфяными болотными лесами, были осушены и очищены для целлюлозы и пальмового масла с угрожающей скоростью. Дельта Меконга, один из самых плоских ландшафтов в мире, потеряла почти все свои родные пойменные леса для рисовой аквакультуры. Топография в этом регионе диктует не только скорость обезлесения, но и методы, используемые для очистки земли.
Гималаи: градиенты вертикального давления
Гималайский хребет демонстрирует один из самых крутых градиентов обезлесения на Земле. Тераи равнины у основания гор очень плодородны и были почти полностью очищены для сельского хозяйства. Средние холмы, несмотря на крутые склоны, поддерживают плотные популяции, практикующие террасное сельское хозяйство. Интересно, что средние холмы видели значительное восстановление лесов в последние десятилетия из-за общинных программ лесного хозяйства (теория «Переход леса» в действии). Высокие Гималаи, выше 3000 метров, имеют минимальный лесной покров из-за естественных пределов линии деревьев, но леса, которые существуют, имеют решающее значение для лавинной и защиты от оползней. Образец здесь - один из интенсивного давления на низких высотах, динамического восстановления на средних высотах и естественных ограничений на высоких высотах.
Стратегическое сохранение и лесовосстановление в сложных условиях
Явная интеграция форм рельефа в лесопользование позволяет обеспечить более разумное и экономичное сохранение. Не все леса равны в плане планирования землепользования, а география обеспечивает четкий набор приоритетов.
Приоритетность стёпных слопов для защиты
Поскольку крутые склоны менее подвержены расчистке и предоставляют негабаритные экосистемные услуги (защита водоразделов, хранение углерода, возможность подключения к среде обитания), они представляют собой ценные, недорогие возможности сохранения. Защита крутых лесов на склоне холма может обеспечить водоснабжение целых долин вниз по течению. Организации по сохранению все чаще используют анализ затрат на расстоянии с данными о склонах для выявления коридоров, которые соединяют охраняемые районы по наименее угрожаемой местности.
Лесопосадка и правильное дерево в правильном месте
Усилия по лесовосстановлению должны основываться на контексте рельефа. Посадка деревьев на крутых, размывающихся склонах может стабилизировать почвы и восстановить гидрологию. Однако посадка деревьев на древних лугах (например, Серрадо или высотное парамо) может нанести ущерб уникальным нелесным экосистемам. Понимание исторического распределения лесов, которое тесно связано с почвой и рельефом, имеет важное значение для установления реалистичных целей восстановления. Плоские, деградированные сельскохозяйственные земли часто могут быть восстановлены в лесу, но экономическое давление для преобразования остается высоким.
Внешняя ссылка: ЮНЕП: Десятилетие восстановления экосистем содержит руководящие принципы планирования восстановления ландшафтного уровня.
Моделирование будущего риска обезлесения
Дистанционное зондирование и ГИС позволяют исследователям строить пространственно явные модели обезлесения на основе топографии, инфраструктуры и политики землепользования. Такие переменные, как угол наклона , , , , , высота и , близость к дороге являются стандартными входными данными. Эти модели в настоящее время являются важными инструментами для прогнозирования того, где может произойти обезлесение, позволяя правительствам и природоохранным группам активно вмешиваться. Последние исследования CIFOR показывают, как интеграция топографических переменных в политику может снизить затраты на мониторинг и обеспечение соблюдения при улучшении результатов сохранения.
Внешняя связь: CIFOR: Дороги и обезлесение изучает критическую связь между инфраструктурой и потерей лесов.
Оригинальное название: The Written Landscape
Распределение лесов мира — это живая карта его геологической и геоморфической истории. Физические формы суши диктуют климат, почвы и режимы возмущения, которые поддерживают леса, одновременно формируя человеческое поведение, которое их разрушает. От крутых склонов, которые укрывают последние остатки первичного леса, до плоских равнин, которые питают мир, топография является скрытой переменной в уравнении обезлесения. По мере того, как глобальный спрос на продукты питания, волокна и топливо продолжает усиливаться, понимание этой взаимосвязи станет только более важным. Эффективное сохранение и лесовосстановление должно работать с землей, а не против нее. Читая ландшафт — понимая роль физических форм суши — мы можем принимать более разумные, более прочные решения о том, где защищать, где восстанавливать и где производить.