根據一項新的衛星研究，對生態系統和海岸保護至關重要的佛羅裡達紅樹林正在努力從近期嚴重颶風造成的破壞中恢復過來。紅樹林是佛羅裡達大沼澤地的一大特色，它們半浸在水中的根部形成了一條條風景如畫的隧道，皮划艇愛好者經常在此探險。 紅樹林不僅美不勝收，在支持人類和海洋生物方面發揮重要作用。 它們有助於穩定海岸線、減少潮汐影響、儲存碳以及防止風暴潮造成的侵蝕。 它們錯綜複雜的根係也為魚類和其他水生生物提供了重要的庇護所。

使用基於陸地衛星的演算法繪製的地圖顯示了2005 年”威爾瑪”颶風和2017 年”艾爾瑪”颶風前後瀕臨墨西哥灣的南部大沼澤地國家公園紅樹林的狀況。

雖然紅樹林對洪水的適應力很強，但《環境遙感》（Remote Sensing of Environment）雜誌上發表的一項新研究顯示，紅樹林的恢復能力正經受著前所未有的考驗。 研究人員利用Landsat 衛星提供的數據，考察了佛羅裡達州從1999 年1 月到2023 年4 月的紅樹林狀況。 研究結果表明，隨著颶風日益頻繁和嚴重，一些紅樹林正在喪失其自然復原能力。

「我們的監測顯示，在最近的颶風（如2017年的伊爾瑪颶風和2022年的伊恩颶風）之後，失去自然恢復能力的紅樹林面積大幅增加，”該研究的共同作者、美國地質調查局-美國國家航空暨太空總署陸地衛星科學團隊前成員Zhe Zhu說。

過去的研究通常分析特定的干擾，如颶風，並追蹤風暴襲擊後紅樹林的損失。 例如，下面這張照片是由G-LiHT（戈達德雷射雷達、高光譜和熱成像儀）拍攝的，顯示了佛羅裡達州南部的紅樹林在颶風艾爾瑪的破壞情況。 在新的研究中，研究人員試圖更全面地了解紅樹林的狀況隨著時間的推移而發生了怎樣的變化，希望能深入了解這些樹木是如何恢復的。

研究人員將紅樹林的狀況分為四類：健康、受干擾、正在復原和衰退。 健康的紅樹林在受到風暴襲擊時沒有任何變化。 受干擾的紅樹林會受到風暴的影響，但會在同一個生長季內恢復到健康狀態。 恢復期的紅樹林需要超過一個生長季的時間才能反彈。 衰退的紅樹林是指在受到干擾後沒有自然恢復，而是面臨長期衰退的紅樹林。

這種基於衛星的方法的好處是可以對紅樹林狀況進行持續監測。 研究人員可以在幹擾發生時及時捕捉。 他們使用機器學習演算法對紅樹林狀況進行分類，該演算法可隨著新的大地遙感衛星資料的出現而不斷更新。 該演算法還能及早辨識紅樹林衰退的跡象，提醒土地管理者應將工作重點放在哪裡。

Zhu說：”我們的研究旨在為紅樹林的衰退提供一個早期預警系統，幫助在不可逆轉的損失發生之前確定面臨風險的地區。”

可視化紅樹林復原力變化的最清晰方法之一是比較不同幹擾下的恢復情況。 本頁頂部的地圖是利用基於陸地衛星的演算法繪製的，顯示了墨西哥灣沿岸大沼澤地國家公園南部的紅樹林狀況。

這些地圖顯示了2005年颶風威爾瑪和2017年颶風艾爾瑪前後的紅樹林狀況，兩場颶風都是5級風暴。 威爾瑪颶風過後，大部分受損的紅樹林自然恢復，而艾爾瑪颶風過後的紅樹林則出現了大面積的衰退（地圖上用橙色表示），其中一些紅樹林最終變成了”幽靈森林”–一片枯樹林。

在未來的工作中，研究人員希望擴大研究區域，並努力建立一個系統來監測全球的紅樹林狀況。 同時，他們計劃對目前的演算法進行微調，以更好地了解紅樹林變化的不同驅動因素。

Zhu說：”透過確定變化是由極端天氣事件、海平面上升還是人類活動驅動的，我們可以在瞬息萬變的環境中為保護和管理策略提供更有針對性的見解。”

使用基於陸地衛星的演算法繪製的地圖顯示了2005 年”威爾瑪”颶風和2017 年”艾爾瑪”颶風前後瀕臨墨西哥灣的南部大沼澤地國家公園紅樹林的狀況。

編譯自/ ScitechDaily