每日科學(xué)(ScienceDaily)網(wǎng)站4月6日報道,隨著氣候變暖,海平面上升和風(fēng)暴潮加劇,美國東海岸海水逐漸向內(nèi)陸入侵,導(dǎo)致內(nèi)陸低洼地帶土壤受到侵蝕,樹木日益枯萎,大片森林只剩下枯死木和樹樁。
盡管這種現(xiàn)象在美國東海岸尤其是北卡羅來納州沿海平原越來越常見,但一直以來科學(xué)家們對受影響范圍只有一個粗略的估計。近日,由美國杜克大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊對北卡羅來納州阿爾貝馬爾半島上約991.4km2土地的35年衛(wèi)星圖像開展了數(shù)據(jù)整理及研究工作,將衛(wèi)星圖像輸入到計算機,根據(jù)衛(wèi)星圖像中可見光的波長,將植物在衛(wèi)星圖像中繪制成不同的像素。計算機隨后根據(jù)特定算法依次分析每個像素(衛(wèi)星數(shù)字圖像是一個離散的數(shù)字矩陣或陣列,矩陣中的每個元素代表一個像素(或像元),其行和列號代表像素的位置,其值的大小則代表對應(yīng)地物輻射電磁波的強弱),并確定每片區(qū)域是森林、草澤還是開闊水域,植被覆蓋是否以枯死木為主等。任何同時出現(xiàn)20到40棵可見枯樹像素的森林都被計算機標(biāo)記為“幽靈森林”。
經(jīng)過對“幽靈森林”成因及現(xiàn)象的研究分析,該小組發(fā)現(xiàn),1900-2000年,北卡羅來納州海岸附近的海平面上升了大約0.3m,上升速度超過全球平均水平。由于沒有障礙物阻擋,海水逐漸向內(nèi)陸侵入,使土壤逐漸鹽漬化,淡水森林變成鹽沼,致使樹木種子難以發(fā)芽,非耐鹽植物將無法繁殖,導(dǎo)致最終死亡。1985-2019年,阿爾貝馬爾半島約有84.1km2的森林已逐步淪為“幽靈森林”,占該地森林總面積的11%。據(jù)預(yù)計,照目前速度,該區(qū)域海平面到本世紀(jì)末可能上升約0.6至1.5m,屆時“幽靈森林”的面積將大幅增加。
然而造成“幽靈森林”現(xiàn)象的原因并非僅是海平面上升,颶風(fēng)、干旱等突發(fā)性極端天氣也會致使海水驟然聚集并涌入內(nèi)陸地區(qū)。例如,該小組在研究1985-2019年間“幽靈森林”形成原因時發(fā)現(xiàn),在開展研究的地區(qū),2012年出現(xiàn)了樹木大批死亡現(xiàn)象,而該地區(qū)在此之前剛剛經(jīng)歷了5年干旱,2011年還遭遇了颶風(fēng)艾琳的強烈襲擊。正是此次風(fēng)暴潮致使距離海岸線1.9km遠(yuǎn)的森林慘遭破壞,并于隨后6個月內(nèi)成片枯死。
杜克大學(xué)研究小組表示,“幽靈森林”現(xiàn)象不僅僅出現(xiàn)在美國東海岸。在全球其他沿海地區(qū),咸水開始更多地侵襲內(nèi)陸地區(qū),在破壞森林的同時導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn),危及人們賴以飲用的淡水含水層。該小組正在與其他研究人員合作,將研究擴展到大西洋沿岸平原的其他地區(qū)。目前,學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注被海洋侵蝕的濱海地區(qū),忽視了該現(xiàn)象對內(nèi)陸(尤其是內(nèi)陸低洼地區(qū))土壤侵蝕的潛在危害。北卡羅萊納州這片區(qū)域治理可以為其他地區(qū)提供經(jīng)驗和教訓(xùn)。
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