[论文解读] Roadless space is greatly diminished by logging in intact forest landscapes of the Congo Basin

Fritz Kleinschroth, John R. Healey+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2016

Wildlife-Road Interactions and Conservation参考文献 28被引用 15

一句话总结

本研究使用空隙函数——一种随机几何工具——量化1999年至2015年刚果盆地森林中的无路区域，发现尽管FSC认证，但位于完整森林景观（IFL）内的FSC认证采伐特许区仍持续经历显著的无路区域损失，其损失程度与非认证特许区相当，而国家公园则始终保持无路状态。研究结果挑战了FSC认证能有效保护大范围连续无路区域的假设。

ABSTRACT

Forest degradation in the tropics is often associated with roads built for selective logging. The protection of Intact Forest Landscapes (IFL) that are not accessible by roads is high on the biodiversity conservation agenda, a challenge for logging concessions certified by the Forest Stewardship Council (FSC). A frequently advocated conservation objective is to maximise the retention of "roadless space", a concept that is based on distance to the nearest road from any point. We developed a novel use of the empty space function - a general statistical tool based on stochastic geometry and random sets theory - to calculate roadless space in a part of the Congo Basin where there has recently been rapid expansion of road networks. We compared the temporal development of roadless space in certified and non-certified logging concessions inside and outside areas declared as IFL in the year 2000. Between 1999 and 2007, rapid road network expansion led to a marked loss of roadless space in IFL. After 2007, this trajectory levelled out in most areas, due to an equilibrium between newly built roads and abandoned roads that became revegetated. However, concessions within IFL that have been certified by FSC since around 2007 showed continued decreases in roadless space, thus reaching a level comparable to all other concessions. Only national parks remained road-free. We recommend that forest management policies make the preservation of large connected forest areas a top priority by effectively monitoring - and limiting - the occupation of space by roads that are permanently accessible.

研究动机与目标

• 评估刚果盆地采伐特许区中无路区域随时间的变化。
• 评估FSC认证是否能有效限制完整森林景观（IFL）内道路网络的扩张。
• 研究热带采伐特许区中道路持久性与重新植被化的空间动态。
• 检验认证特许区无路区域损失速度慢于非认证特许区的假设。
• 倡导将空间道路管理作为热带森林保护的关键策略。

提出的方法

• 应用空隙函数（F）——随机几何中的统计工具——基于距最近道路的距离来量化无路区域。
• 利用1999年至2015年的高分辨率卫星图像和道路网络数据，绘制无路区域的变化。
• 将特许区分类为FSC认证与非认证，并分为IFL与非IFL类别，以进行对比分析。
• 通过空间分析评估道路持久性与植被恢复速率，区分永久性与临时性道路。
• 利用时间变化检测与空间分布检验，对道路网络扩张与逆转进行建模。
• 整合管理计划数据，将年采伐面积与道路网络发展关联起来。

实验结果

研究问题

• RQ1 1999年至2015年期间，完整森林景观（IFL）内FSC认证与非认证采伐特许区的无路区域发生了怎样的变化？
• RQ2 与非认证特许区相比，FSC认证在多大程度上与IFL内道路网络扩张的减少相关？
• RQ3 热带采伐特许区的道路废弃与植被恢复速率如何，其对长期无路区域有何影响？
• RQ4 道路的空间布局——尤其是永久性通道——如何影响森林景观的破碎化？
• RQ5 空隙函数能否作为监测热带森林管理中无路区域的可靠且可扩展的指标？

主要发现

• 1999年至2007年，道路网络迅速扩张导致IFL内无路区域显著减少，自2007年后损失速率趋于平稳，因新建道路与废弃道路达到平衡。
• 在非IFL区域，非认证特许区从1999年至2015年期间无路区域略有增加，表明永久性道路网络已趋于饱和。
• FSC认证特许区在IFL内自2007年后仍持续经历显著的无路区域损失，其损失水平与非认证特许区相当。
• 该地区超过80%的采伐道路在短时间内被废弃并重新植被化，表明大多数道路为临时性而非永久性。
• 国家公园是唯一完全无路的区域，凸显其作为关键无路避难所的重要作用。
• 本研究证明，空隙函数是量化和监测热带森林景观中无路区域的稳健且有效的工具。