Geografieonderzoekers van de Universiteit van Cincinnati hebben een omslagpunt voor ontbossing geïdentificeerd dat leidt tot snel bosverlies.

Professor aardrijkskunde Tomasz Stepinski gebruikte satellietbeelden met hoge resolutie van de European Space Agency om tussen 1992 en 2015 landschappen te bestuderen in blokken van 9 kilometer breed over elke centimeter van de planeet. Hij ontdekte dat ontbossing in deze blokken relatief langzaam plaatsvindt tot ongeveer de helft van de het bos is weg. Dan verdwijnt het resterende bos heel snel.

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

Stepinski en voormalig UC-postdoctoraal onderzoeker Jakub Nowosad, de hoofdauteur, iets verrassends en fundamenteels ontdekt:de natuur verafschuwt gemengde landschappen, tenminste op een schaal van 81 vierkante kilometer. Uit het onderzoek bleek dat gemengde landschappen (zoals landbouw en bos) relatief weinig voorkomen en meer verrassend, blijf niet lang gemengd. Deze gemengde blokken hebben de neiging om na verloop van tijd homogeen te worden, ongeacht het landschapstype.

"Ik denk dat het heel intuïtief is. Het komt overeen met de verschillende klimaatzones. De aarde voor de mensen was zeker zo. Je had bossen en bergen en wetlands en woestijnen, Stepinski zei. "Je zou verwachten dat mensen meer fragmentatie zouden creëren, maar zoals blijkt, mensen stoppen nooit. Ze bouwen op grote schaal het hele blok om."

Stepinski zei dat landschappen altijd veranderen door natuurlijke of antropologische oorzaken. Menselijke oorzaken zijn zowel direct, zoals duidelijk, of indirect zoals klimaatverandering.

Vorig jaar, Stepinski gebruikte dezelfde gegevens om aan te tonen dat 22% van het bewoonbare oppervlak van de aarde tussen 1992 en 2015 op meetbare manieren is veranderd. De grootste verandering:bos naar landbouw.

Voor de nieuwe studie Stepinski onderzocht bijna 1,8 miljoen blokken die de zeven continenten van de aarde beslaan. Blokken werden gecategoriseerd door 64 landschapscombinaties. Onderzoekers observeerden in bijna 15% van de blokken tussen 1992 en 2015 overgangen in deze blokken van overwegend het ene type naar overwegend een ander type.

"De gegevens die we hebben beslaan 23 jaar. Dat is een relatief korte periode. Maar daaruit kunnen we veranderingen in de toekomst berekenen, ' zei Stepinski.

Ontbossing was het meest uitgesproken voorbeeld van door de mens veroorzaakte landschapsverandering, onderzoekers gevonden. Ze gebruikten waarschijnlijkheidsmodellering die bekend staat als Monte Carlo-methoden om de waarschijnlijkheid van verschillende soorten landschapsverandering in de loop van de tijd (in dit geval honderden jaren) te bepalen.

Het resultaat? Onderzoekers ontdekten dat het meest waarschijnlijke traject van verandering van het ene homogeen type naar het andere was.

"Planeet Aarde wil homogeen zijn. Het land wil op al deze plekken hetzelfde zijn. En als ze beginnen te veranderen, ze stoppen pas als ze alles omzetten in een ander homogeen blok, " hij zei.

De auteurs hebben niet onderzocht waarom blokken zo snel veranderen zodra een overgang begint. Maar Stepinski zei dat het mogelijk is dat ontwikkeling, zoals het kappen van wegen of drainage die nodig is om bos te kappen, voortdurende verandering veel gemakkelijker maakt.

"Ik kan alleen maar speculeren omdat dat geen deel uitmaakte van het onderzoek, maar ik kan me voorstellen dat er twee dingen gebeuren, "zei hij. "Als je bos aan het kappen bent, je hebt de infrastructuur om het af te maken. Het is zoveel gemakkelijker om de rest te snijden. Tweede, het bos is kwetsbaarder voor verandering als er een verstoring is geweest."

Natuurbeheerders proberen vaak grotere intacte blokken te behouden om versnippering te voorkomen, zei Martin McCallister, de Appalachian Forest-projectmanager voor het Edge of Appalachia Nature Preserve in het zuiden van Ohio. Het reservaat wordt beheerd door de Natuurbeschermingsorganisatie, een van 's werelds grootste natuurbeschermingsorganisaties.

"Het zou moeilijk zijn om landbeheerders te vinden die niet sterk voorstander zouden zijn van het beschermen van grotere stukken land omdat ze beter bestand zijn tegen een verscheidenheid aan uitdagingen, inclusief invasieve soorten en klimaatverandering, "Zei McCallister. "Als een eigendom eenmaal gefragmenteerd raakt door wegen, het is gemakkelijker om bronnen te extraheren. Het is ook gemakkelijker voor invasieve soorten en plagen om voet aan de grond te krijgen."

McCallister zei dat bossen op papier gefragmenteerd kunnen zijn, te.

"In Ohio, 96 procent van onze boseigenaren heeft minder dan 50 hectare. Ze vertegenwoordigen veel kleine percelen, " hij zei.

Uit de UC-studie bleek dat gemengde landtypen niet lang gemengd blijven.

"Ik vind het interessant dat deze eigenschap zowel van toepassing is op natuurlijke als op menselijke landschappen, " zei co-auteur Nowosad, een voormalig UC-postdoctoraal onderzoeker die nu werkt als assistent-professor aan de Adam Mickiewicz University in Polen.

Nowosad zei dat de studie een datagestuurd model biedt van landschapsverandering op de lange termijn. Terwijl onderzoekers alleen keken naar veranderingen tussen bos en landbouw, Nowosad zei dat het de moeite waard zou zijn om te onderzoeken of er kantelpunten zijn voor andere landschapsovergangen.

"Dit model kan worden gebruikt om te helpen begrijpen hoe landschappen evolueerden en in de toekomst zullen evolueren, ' zei Nowosad.

Stepinski, een natuurkundige die voor NASA werkte voordat hij naar UC kwam, zei dat het principe leent van andere disciplines, met name astrofysica.

"Als je kijkt naar de evolutie van sterren, het principe is dat je statistisch een langetermijnpad voorspelt op basis van kortetermijnkennis, " zei Stepinski. "Het is een idee dat elders is gebruikt, maar nooit voor milieustudie."

Hoewel het slechts een theorie is, het is er een die door de tijd kan worden bevestigd, hij zei.

"Het stemt tot nadenken. Ik hoop dat mensen het zullen bekritiseren en met andere ideeën komen, ' zei Stepinski.