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研究人員使用來自NASA-US聯合地質調查Landsat計劃的高分辨率數據，繪制了第一張2000年至2016年全球紅樹林棲息地變化原因的地圖，這是幫助這些重要的海岸線維護者進行保護工作的寶貴工具。

紅樹林是強壯的樹木和灌木，生長在地球熱帶和亞熱帶海岸線的咸，濕，泥濘的土壤中。它們保護海岸線免受侵蝕和暴風雨的破壞 ; 將碳儲存在它們的根，樹干和土壤中;并為重要的海洋生物提供棲息地。研究表明，在此期間，紅樹林的棲息地總體減少了。但是，自然因素(例如侵蝕和極端天氣)造成的損失下降的速度比農業和水產養殖等人為因素下降的速度慢。對于試圖防止損失或重建新棲息地的自然資源保護者和資源管理者來說，這一發現突出表明了需要制定應對自然損失原因的策略的需求。

全球地圖將使研究人員受益于調查紅樹林得失的碳循環影響，以及幫助保護組織確定在何處保護或恢復這些重要的沿海生境。

保護沿海邊界

2010年，紅樹林覆蓋了約53,000平方英里的地球海岸線，跨越了咸水和泥濘土壤之間的界線，它們的根系像踩高蹺一樣長。這些生態系統大多數位于東南亞，但遍布全球的熱帶和亞熱帶緯度。

馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的環境科學家洛拉·法托因博·阿格(Lola Fatoyinbo Agueh)說，這些強壯的樹木和灌木叢給環境帶來了“三重打擊”。紅樹林是獨特的高效碳匯：碳儲存在大氣中的地方。它們僅占地球森林覆蓋率的3%，但是如果將它們全部砍伐，它們將占全球碳排放量的10%。紅樹林適應了咸水，強潮，低氧土壤和溫暖的熱帶溫度，可以保護海岸線免受侵蝕和風暴潮的侵襲，并為海洋生物提供“養育之所”。

法托因博說：“紅樹林為海岸線提供保護，免受極端風暴和潮汐的影響。” “由于它們是兩棲樹木，其根部結構可以保護內陸地區免受沿海污染，并且還可以保護內陸地區免受沿海污染，因為它們能夠積聚來自上游或沿海地區的大量土壤。他們把這些沉積物扎根于他們的根部，并在本質上生長新土地。如果您的地區由于海平面上升而使侵蝕加劇，那么紅樹林可能會阻止這種情況。”

幾十年來，紅樹林一直受到森林砍伐的威脅，因為在過去的50年中，農業和水產養殖業，城市發展和伐木業造成了超過四分之一的紅樹林損失。東南亞的森林遭受的打擊尤其嚴重，因為印度尼西亞等國家/地區清除了紅樹林，為蝦類和稻米的種植騰出了空間。

在計劃對這些關鍵森林的保護或恢復工作時，專家需要了解對其區域的主要人為和自然威脅。Fatoyinbo和她的同事使用Landsat 5、7和8的高分辨率圖像，使用機器學習算法創建了2000年至2016年之間紅樹林損失的高分辨率地圖，還有一個重要的補充：他們展示了造成這些損失的原因。

研究小組發現，在研究期間損失了近1300平方英里的紅樹林，約占全球紅樹林面積的2%。損失面積的62%是由于人為原因造成的，主要是農業和水產養殖。其余原因是自然原因，包括侵蝕和極端天氣事件。

該團隊說，在此期間，人為和自然的損失驅動因素均下降了。但是人類的影響下降得更快。

美國國家航空航天局戈達德實習生，斯坦福大學新生后的第一作者麗莎·戈德伯格說：“一方面，這很棒。” “這表明，保護工作在地方范圍內的有效性正在提高，人們對紅樹林的重要性，暴風雨造成的經濟損失和生命損失的認識也有所提高。但另一方面，損失減少，特別是在東南亞意味著，在許多地區，根本沒有更多的紅樹林會流失。”

該團隊說，雖然自然的損失驅動因素也有所減少，但他們的走得慢得多。損失驅動因素比例的這種變化給保護和資源管理者帶來了挑戰。

戈德堡說：“主要的收獲是，保護和恢復工作應繼續增加對評估和減輕自然威脅的重視。”

紅樹林除了在穩定沿海生態系統中發揮作用外，還對地球的碳循環(土地，海洋，大氣層和生物之間的碳交換)至關重要。它們的葉子掉落到土壤中并分解得很慢，形成了富含碳的泥炭，而不是釋放回大氣中。當這些樹木和灌木被暴風雨或洪水砍伐或破壞時，這些碳會逸出到大氣中，并以溫室氣體的形式促成氣候變化。

Fatoyinbo說：“您將從紅樹林中看到的碳排放類型取決于正在發生的轉化類型。” “如果您要清理并挖掘大部分碳儲存在蝦塘中的土壤，則其排放速率與發生熱帶風暴并造成破壞的排放率會有很大不同，比如說站立的樹木，但之后您可能會長大。”

該團隊正在與非營利組織和其他組織合作，以將其數據投入使用，從而幫助進行碳排放估算，保護規劃和其他旨在為子孫后代保護這些生態系統的舉措。

成長中的年輕科學家

戈德堡14歲時就開始與Fatoyinbo和David Lagomasino一起工作，從基本的實驗室任務開始，然后迅速發展為編寫自己的紅樹林數據分析代碼。她最近在馬里蘭州Atholton高中讀完了高中，并將于今年秋天開始在斯坦福大學攻讀本科。

法托因博說：“與莉莎的合作真的很棒。她非常鼓舞人心。” “我們與她和對紅樹林感興趣的大型國際組織進行了很多討論，當我們問到什么將有助于他們更好地執行其政策和程序時，我們不斷聽到需要更好的變革圖并更好地了解變革的驅動因素是的。麗莎接過了，然后跑了。”

Goldberg計劃在她的大學學習期間繼續與Fatoyinbo的團隊合作。

戈德伯格說：“在過去的兩年中，與洛拉及其團隊一起工作是一種榮幸。” “很難找到一個無論您的年齡和專業水平如何都能得到人們如此支持的環境，這對我上大學時的研究工作來說是無價的。這種環境是NASA和Goddard獨有的。”