[论文解读] Creation of a high spatiotemporal resolution global database of continuous mangrove forest cover for the 21st Century (CGMFC-21): A big-data fusion approach

Stuart Hamilton, Daniel Casey|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 2014

Coastal wetland ecosystem dynamics被引用 6

一句话总结

CGMFC-21 提出了一种大数据融合方法，构建了2000至2012年全球范围、高时空分辨率的年度红树林森林覆盖数据库，实现了对森林砍伐和退化的精确监测。该数据集揭示了全球红树林砍伐率呈下降趋势，多数地区已趋于稳定，但东南亚地区除外，其中印度尼西亚仍是全球最大的红树林拥有国和主要的砍伐热点地区。

ABSTRACT

CGMFC-21 provides high resolution local, regional, national, and global estimates of annual mangrove forest levels using continuous data from 2000 through to 2012 with the goal of driving mangrove research questions pertaining to biodiversity, climate change, food security, livelihoods, fisheries support, and conservation that have been hindered until now by a lack of suitable data. CGMFC-21 provides the required spatiotemporal resolutions to not only set REDD baseline measures globally in a systematic manner, but also to account for forest degradation as well as deforestation on an annual basis. Countries showing relatively high levels of 21st Century mangrove loss include Myanmar, Guatemala, Malaysia, Cambodia, and Indonesia. Many nations that have reported mangrove deforestation in earlier periods such as Ecuador, Bangladesh and Nigeria, have stabilized their mangrove levels during this period. Indonesia remains by far the largest mangrove holding nation containing between 26.16% and 28.50% of the global mangrove area with a deforestation rate of between 0.26% and 0.63% annually. Global mangrove deforestation continues but at a much reduced rate of between 0.16% and 0.39% annually. Annual mangrove deforestation is now close to zero in the Americas, Africa, and Australia as well as in selected Ramsar sites and protected areas. The global mangrove deforestation pattern during the 21st Century is one of decreasing rates of deforestation, with many nations essentially stable, with the exception of the largest mangrove holding region of Southeast Asia.

研究动机与目标

• 为21世纪红树林森林覆盖缺乏高分辨率、连续时空数据的问题提供解决方案。
• 实现国家和全球尺度上对红树林砍伐和退化的系统性监测。
• 通过提供可靠的年度数据，支持生物多样性、气候变化、粮食安全、生计和保护研究。
• 建立REDD基线措施，并与森林砍伐一同追踪森林退化情况。
• 识别红树林动态的区域趋势，特别是在印度尼西亚和缅甸等高损失国家。

提出的方法

• 利用大数据融合技术，整合多种卫星遥感数据集与实地验证数据。
• 应用时空滤波技术，提升数据一致性并减少不同传感器平台之间的噪声。
• 采用年度时间序列分析，生成2000至2012年期间红树林覆盖范围的连续年度估计值。
• 使用机器学习和图像分类算法，将红树林覆盖与其他土地覆盖类型区分开来。
• 通过国家报告和实地观测进行验证，确保数据的准确性和可靠性。
• 生成高空间分辨率（30米）和高时间分辨率（年度）的全球红树林森林覆盖网格化地图。

实验结果

研究问题

• RQ1 2000至2012年期间，全球红树林森林覆盖的年度趋势如何？不同地区之间有何差异？
• RQ2 各国的砍伐和退化率有何不同，特别是在东南亚地区？
• RQ3 自21世纪以来，保护区和拉姆萨尔湿地在多大程度上稳定了红树林覆盖？
• RQ4 印度尼西亚等主要红树林拥有国对全球红树林损失的贡献如何？
• RQ5 全球红树林砍伐率随时间如何变化？剩余的热点地区在哪里？

主要发现

• 全球红树林砍伐速度显著放缓，2000至2012年间年均砍伐率下降至0.16%至0.39%之间。
• 印度尼西亚拥有全球26.16%至28.50%的红树林总面积，年均砍伐率为0.26%至0.63%。
• 缅甸、危地马拉、马来西亚、柬埔寨和印度尼西亚是21世纪红树林损失最严重的国家。
• 美洲、非洲和澳大利亚的砍伐率已趋近于零，表明处于稳定或近乎稳定状态。
• 包括厄瓜多尔、孟加拉国和尼日利亚在内的许多国家在经历早期砍伐期后，已实现红树林面积的稳定。
• 尽管全球整体趋于稳定，东南亚地区仍是红树林损失的主要热点，主要由印度尼西亚持续的砍伐驱动。