University of Cincinnati geografiska forskare har identifierat en vändpunkt för avskogning som leder till snabb skogsförlust.

Geografiprofessorn Tomasz Stepinski använde högupplösta satellitbilder från European Space Agency för att studera landskap i 9 kilometer breda block över varje tum av planeten mellan 1992 och 2015. Han fann att avskogning sker relativt långsamt i dessa block till ungefär hälften av skogen är borta. Då försvinner den återstående skogen mycket snabbt.

Studien publicerades i tidskriften Geofysiska forskningsbrev .

Stepinski och tidigare UC postdoktoral forskare Jakub Nowosad, huvudförfattaren, upptäckte något överraskande och grundläggande:naturen avskyr blandade landskap, åtminstone på en skala på 81 kvadratkilometer. Studien visade att blandade landskap (som jordbruk och skog) är relativt få och, mer överraskande, håll dig inte blandad länge. Dessa blandade block tenderar att bli homogena med tiden, oavsett landskapstyp.

"Jag tycker att det är väldigt intuitivt. Det motsvarar de olika klimatzonerna. Jorden före människor var verkligen så. Du hade skogar och berg och våtmarker och öknar, "Stepinski sa." Du skulle förvänta dig att människor skulle skapa mer fragmentering, men som det visar sig, människor slutar aldrig. De konverterar hela blocket i stor skala. "

Stepinski sa att landskapen alltid förändras av naturliga eller antropologiska orsaker. Mänskliga orsaker är båda direkta, som genomskärning, eller indirekt som klimatförändringar.

Förra året, Stepinski använde samma data för att visa att 22% av jordens beboeliga yta förändrades på mätbara sätt mellan 1992 och 2015. Den största förändringen:skog till jordbruk.

För den nya studien, Stepinski undersökte nästan 1,8 miljoner block som täcker jordens sju kontinenter. Blocken kategoriserades av 64 liggande kombinationer. Forskare observerade övergångar i dessa block från övervägande en typ till övervägande en annan i nästan 15% av blocken mellan 1992 och 2015.

"Data vi har täcker 23 år. Det är en relativt kort tidsperiod. Men utifrån det kan vi beräkna förändringar i framtiden, Sa Stepinski.

Avskogning var det mest uttalade exemplet på människors orsakade landskapsförändringar, forskare funnit. De använde sannolikhetsmodellering som kallas Monte Carlo -metoder för att bestämma sannolikheten för olika typer av landskapsförändringar över tid (i detta fall hundratals år).

Resultatet? Forskare fann att den troligaste förändringsbanan var från en homogen typ till en annan.

"Planet Earth vill vara homogen. Landet vill vara detsamma i alla dessa fläckar. Och när de börjar förändras, de slutar inte förrän de omvandlar allt till ett annat homogent block, " han sa.

Författarna undersökte inte varför block ändras så snabbt när en övergång börjar. Men Stepinski sa att det är möjligt att utveckling som avverkning av vägar eller dränering som krävs för att röja skog gör det mycket lättare att fortsätta förändras.

"Jag kan bara spekulera eftersom det inte var en del av studien, men jag kan tänka mig att två saker händer, "sa han." Om du hugger skog, du har infrastrukturen för att slutföra det. Det är så mycket lättare att skära resten. Andra, skogen är mer sårbar för förändringar när det har uppstått störningar. "

Wildlife chefer försöker ofta bevara större intakta block för att förhindra fragmentering, sa Martin McCallister, projektledaren för Appalachian Forest för Edge of Appalachia Nature Preserve i södra Ohio. Bevarandet sköts av naturvårdsverket, en av världens största djurskyddsorganisationer.

"Du skulle vara svårt att hitta markförvaltare som inte skulle vara starkt för att skydda större områden eftersom de är mer motståndskraftiga mot en mängd olika utmaningar, inklusive invasiva arter och klimatförändringar, "Sa McCallister." När en fastighet blir fragmenterad av vägar, det är lättare att extrahera resurser. Det är också lättare för invasiva arter och skadedjur att få fotfäste. "

McCallister sa att skogsmarker kan fragmenteras på papper, för.

"I Ohio, 96 procent av våra skogsägare har mindre än 50 tunnland. De representerar många små paket, " han sa.

UC -studien fann att blandade landtyper inte förblir blandade länge.

"Jag tycker att det är intressant att den här egenskapen gäller både naturliga och mänskliga landskap, "sa medförfattaren Nowosad, en tidigare postdoktor vid UC som nu arbetar som biträdande professor vid Adam Mickiewicz universitet i Polen.

Nowosad sa att studien tillhandahåller en datadriven modell för långsiktiga landskapsförändringar. Medan forskare bara tittade på förändringar mellan skog och jordbruk, Nowosad sa att det skulle vara värt att undersöka om det finns tipppunkter för andra landskapsövergångar.

"Denna modell kan användas för att förstå hur landskap utvecklats och kommer att utvecklas i framtiden, "Sa Nowosad.

Stepinski, en fysiker som arbetade för NASA innan han kom till UC, sade principen lånar från andra discipliner, särskilt astrofysik.

"Om du tittar på stjärnornas utveckling, principen är att du förutsäger en långsiktig väg statistiskt utifrån kortsiktig kunskap, "Stepinski sa." Det är en idé som har använts någon annanstans men aldrig för miljöstudier. "

Även om det bara är en teori, det är en som kan tolkas med tiden, han sa.

"Det är tankeväckande. Min förhoppning är att folk kommer att kritisera det och komma med olika idéer, Sa Stepinski.