ผืนป่าอะเมซอนและการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน

ผลงานเด่นของการสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียม Landsat

ดาวเทียม Landsat 1 เริ่มใช้งานในเดือนกรกฎาคม 1972 เป็นการเริ่มต้นภารกิจสำรวจโลกจากอวกาศที่ต่อเนื่องและยาวนานที่สุด ต่อไปนี้เป็นผลงานด้านวิทยาศาสตร์และการส่งเสริมการพัฒนาสังคมของโครงการสำรวจโลกด้วยดาวเทียมดวงนี้ช่วงระยะเวลา 40 ปี

รัฐ Rondônia ของบราซิล

19 มิถุนายน 1975

การทำลายป่าไม้ในผืนป่าเขตร้อนแห่งอะเมซอนเกิดขึ้นในหลายรูปแบบ ในรัฐ Rondônia ทางตะวันตกของบราซิล การทำลายป่ามีแบบแผนเป็นรูปก้างปลาดังที่เห็นจากภาพถ่ายดาวเทียมนี้ที่เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในปี 1975 และปี 2012.

การรุกคืบเข้าไปในพื้นที่อันห่างไกลนี้เริ่มจากการสร้างถนนสายหลักที่ยาวจากเหนือจรดใต้ ทางหลวงสายรองค่อยตามเข้ามาตัดผ่านผืนป่าอันหนาแน่นที่อย่บริเวณมุมขวาของภาพถ่ายดาวเทียม ผู้เข้าไปตั้งถิ่นฐานเริ่มหักล้างถางพงและเผาป่า พื้นที่เกษตรกรรมค่อยๆ ขยายตัวขึ้นและต่อเข้าหากัน กลายเป็นการทำลายป่าที่กินพื้นที่ใหญ่ขึ้นเป็นผืนเดียว

Compton Tucker นักชีววิทยาประจำ ณ Goddard Space Flight Center ของนาซา กล่าวว่า เนื่องจากมีการสร้างทางหลวงตัดผ่านเข้าไปในป่าลึกและการทำลายป่าขยายจากด้านในออกด้านนอก การสูญเสียสัตว์ป่าและพรรณพืชจึงเกิดขึ้นมากกว่าการทำลายป่าไม้ในพื้นที่เดียว จำนวนของพื้นที่บริเวณชายขอบป่ามีความสำคัญอย่างมากต่อสถานะของความหลากหลายทางชีวภาพ  การศึกษาในรายละเอียด (A detailed study) จากภาพถ่ายดาวเทียม Landsat ของ Tucker และ David Skole จากมหาวิทยาลัย Michigan State พบว่า อัตราการทำลายป่าในอะเมซอนต่ำกว่าที่คิดกัน แต่ผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพมีมากกว่าเนื่องจากถิ่นที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่าและพรรณพืชถูกทำลายแยกออกเป็นส่วน ๆ

Tucker กล่าวว่าภาพที่แย้งกันนี้ก็เนื่องมาจากแบบแผนการทำลายป่าไม้ที่เป็นรูปก้างปลาซึ่งทำให้ผืนป่าดั้งเดิมมีความเสี่ยงในการถูกทำลายเนื่องจากอยู่ประชิดกับพื้นที่ป่าที่โดนตัดโค่นทำลายไปแล้ว ระหว่างพื้นที่ชายขอบนั้นเสี่ยงต่อผลกระทบจากลมและความแห้งแล้งได้ง่าย และคนสามารถเข้าถึงเพื่อล่าสัตว์และลักลอบทำไม้ได้ง่ายขึ้น

Skole และTucker พบว่าระหว่างปี 1980 และ 1992 ผืนป่าในรัฐ Rondônia ถูกทำลายมากกว่า 3,000 ตารางกิโลเมตรต่อปี เป็นช่วงเวลาเดียวกับที่ รัฐบาลบราซิลดำเนินโครงการพัฒนาโดยการสร้างถนนติดผ่านผืนป่าเพื่อขยายพื้นที่เกษตรกรรม ภาพถ่ายดาวเทียมจากการวิจัยในรัฐ Rondônia เป็นที่รับรู้ในวงกว้างหลังจากลงตีพิมพ์ในวารสาร Science ในปี 1993 และเป็นภาพตัวอย่างของการทำลายผืนป่าเขตร้อนที่ใช้นำเสนอไปทั่วโลก

จากนั้นมา การทำลายล้างผืนป่าอะเมซอนขยายไปทางด้านตะวันออกในรัฐ Mato Grosso and Pará โดยเป็นการทำลายป่าไม้ในพื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อระบบเกษตรกรรมที่ใช้เครื่องจักรกล มากกว่าการทำการเกษตรรายย่อย ปัจจุบัน อัตราการทำลายป่าในอะเมซอนลดลง ส่วนหนึ่งมาจากการบังคับใช้กฎหมายที่เข้มงวดในการยุติการทำไม้ที่ผิดกฎหมาย

———————–

ธารา บัวคำศรี – แปล (NASA images courtesy Landsat team. Caption by Aries Keck)

 

ป่าฝนเขตร้อนเกี่ยวข้องกับโลกร้อนอย่างไร

การทำลายป่าฝนเขตร้อนทั่วบริเวณแถบเส้นศูนย์สูตรมิได้เป็นสาเหตุหลักของการเกิดภาวะโลกร้อน แต่แน่นอนว่ามันมีบทบาทสำคัญ ในเขตขั้วโลกและแถบละติจูดกลาง ป่าไม้เป็นตัวควบคุมสภาพภูมิอากาศให้อุ่นขึ้น แต่ในเขตร้อนชื้นแถบเส้นศูนย์สูตร ใบขนาดใหญ่ของพรรณพืชในป่าฝนจะช่วยจับความชื้นและค่อยๆ ให้มันระเหยออกมาช้า ๆ เป็นเสมือนเครื่องปรับอากาศธรรมชาติ เมื่อป่าฝนเขตร้อนถูกโค่นลงและมีการเผาป่าในพื้นที่ขนาดใหญ่ สภาพที่แห้งขึ้นร้อนขึ้นจะเข้าไปแทนที่

แม้ว่าความสัมพันธ์ดังกล่าวนี้ยากที่จะวัดได้ แต่ทั่วทั้งบราซิลตะวันออกซึ่งกว่าร้อยละ 15 ของป่าฝนแห่งอะเมซอน (Amazon) ถูกทำลายลง ได้เกิดภัยแล้งที่เลวร้ายครั้งใหญ่ที่สุดในรอบศตวรรษ ในปี 2005 ซึ่งอาจสัมพันธ์กับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในบริเวณรอบๆ แอตแลนติก และกับควันไฟป่าที่ป้องกันมิให้เกิดฝนตกและเป็นตัวการทำลายพื้นที่ป่า

นอกจากนี้ ป่าฝนเขตร้อนมีคาร์บอนไดออกไซด์เก็บอยู่เกือบครึ่งหนึ่งของคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในพรรณพืชทั่วโลก เมื่อมีการเผาป่าไม้ คาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยเพิ่มเข้าสู่บรรยากาศโลก ซึ่งต้องใช้เวลาหลายทศวรรษเพื่อดึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศกลับคืนมาหรือให้ธรรมชาติดึงเอาสมดุลนั้นกลับคืนมาโดยการปลูกต้นไม้ทดแทน

 

ปีแล้งในผืนป่าอะเมซอน 2010 Drought in the Amazon Forest

ความแห้งแล้งมีผลต่อป่าเขตร้อนอย่างไร ต้นไม้รากลึกที่อยู่ผืนป่าอะเมซอนอันหลากหลายอาจทนแล้งได้ นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตว่าต้นไม้นั้นจริงๆ แล้วผลิใบมากขึ้นในช่วงฤดูแล้ง ทว่าความแห้งแล้งนั้นได้สุดขั้วมากกว่าวัฐจักรแล้งตามฤดูกาล และในปี 2005 ภ้ยแล้งทำให้ต้นไม้ไม่โตและตายลงในพื้นที่ที่ได้มีการศึกษาติดตามเป็นอย่างดีในผืนป่าอะเมซอน ด้วยผลการศึกษาที่ขัดแย้งกันว่าความแห้งแล้งที่มีผลกระทบอย่างไรต่อผืนป่าขนาดใหญ่นั้นยังเป็นคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่ยังรอการค้นหา

ระหว่างเดือนกรกฎาคมและกันยายน 2010 ภัยแล้งอันรุนแรงเกิดขึ้นทั่วลุ่มน้ำอะเมซอน แม่น้ำเนโกร ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของแม่น้ำอะเมซอน ได้ลดลงถึงจุดต่ำสุดในรอบ 109 ปี เท่าที่มีการบันทึกไว้ และไฟป่าที่มิอาจควบคุมได้ก่อให้เกิดควันไฟปกคลุมไปทั่วพื้นที่ลุ่มน้ำ คำถามคือความแห้งแล้งมีผลกระทบต่อต้นไม้อย่างไร

ภาพข้างบนแสดงถึงคำตอบที่อาจเป็นไปได้ ภาพดังกล่าวเป็นการวัด “ความเขียว” ของพืชพรรณโดย Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) ของดาวเทียม Terra ขององค์การนาซา ชี้ให้เห็นถึงสภาพของพืชพรรณระหว่างเดือนกรกฎาคมถึงเดือนกันยายนปี 2010 เปรียบเทียบกับสภาพทั่วไปโดยเฉลี่ยของช่วงเวลาเดียวกันระหว่างปี 2000 และ 2009 (ยกเว้นปี 2005 ที่เป็นปีแห้งแล้งอีกปีหนึ่ง) ดัชนีพืชพรรณ(the vegetation indices) เป็นการวัดว่าการสังเคราะห์จะเกิดขึ้นมากน้อยเท่าไรโดยดูจากการที่ดาวเทียมจะบันทึกพืชพรรณจากใบได้มากน้อยเพียงใด ในปี 2010 ดัชนีพืชพรรณบันทึกค่าที่ตำ่กว่าเมื่อเทียบกับปีที่ผ่านมา ระบุว่าต้นไม้ภายใต้ความเค้นของความแห้งแล้งจะเกิดใบน้อยลงหรือมีคลอโรฟิลในใบไม้น้อยลง หรือเป็นไปได้ทั้งสองกรณี

แต่การวัดพืชพรรณเหนือผืนป่าเขตร้อนอาจไม่เป็นเรื่องตรงไปตรงมา ดัชนีพืชพรรณ (the vegetation index) นั้นพิจารณาจากแสงอินฟราเรดและแสงที่ตามนุษย์มองเห็นได้ที่พีชสะท้อนกลับออกสู่อวกาศ ผืนป่าที่หนาทึบของป่าเขตร้อนจะดูดซับแสงที่มองเห็นได้ไว้มากที่สุด จึงสะท้อนแสงในช่วงดังกล่าวได้น้อยออกสู่อวกาศซึ่งดาวเทียมสามารถวัดได้ ทำให้ยากที่จะคำนวณดัชนีพืชพรรณเมื่อเทียบกับระบบนิเวศอื่นๆ ขณะเดียวกัน ควันไฟก็เป็นตัวสะท้อนแสงที่มองเห็นได้ เมื่อมีควันในชั้นบรรยากาศในช่วงฤดูแล้ง แสงที่สะท้อนเพิ่มทำให้ดูเหมือนว่าผืนป่านั้นไม่สมบูรณืเหมือนที่ควรจะเป็น ในช่วงปีที่เกิดความแห้งแล้ง ควันจึงเป็นปัญหา และการที่ไฟป่านั้นเกิดขึ้นทั่วไปในสภาพที่แห้งแล้งและผืนป่าอะเมซอนนั้นก็ถูกปกคลุมไปด้วยควันแทบทั้งหมด

เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวนี้ MODIS จึงทำการวัดละอองลอย(aerosols) และเมฆที่เป็นตัวก่อกวนการวัดดัชนีพืชพรรณ ในกรณีของภาพถ่ายดาวเทียมนี้ นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์หมอกควันและเมฆของภาพแต่ละภาพและเอาภาพที่ปะปนกันมากเกินไปออก การวัดที่เหลืออยู่ ทีมนักวิทยาศาสตร์สรุปว่าพื้นที่ป่า 1.68 ล้านตารางกิโลเมตรแสดงถึงสัญญานของความเค้นจากภัยแล้งหรือการลดลงของการสังเคราะห์แสง การวิเคราะห์อีกชุดหนึ่งใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนซึ่งสรุปว่าต้นไม้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในช่วงความแห้งแล้งของปี 2010

การลดลงของต้นไม้มีผลในวงกว้าง ป่าเขตร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งผืนป่าอะเมซอนนั้นเป็นแห่งเก็บคาร์บอนที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก ป่าไม้ดึงเอาคาร์บอนจากบรรยากาศและเปลี่ยนเป็นสสารในต้นพืช หากป่าเขตร้อนแห้งลงภายใต้สภาวะอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป ป่าไม้ก็จะปลดปล่อยคาร์บอนที่เก็บไว้ในเนื้อไม้ที่เน่าเปื่อยของต้นไม้ที่ตายแล้วออกสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งส่งผลต่อภาวะโลกร้อนมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะจัดการค้นหาว่าอะไรเกิดขึ้นกับป่าเขตร้อนในสภาพภูมิอากาศต่างๆ เมื่อความแห้งแล้งในป่าฝนเขตร้อนมีแนวโน้มที่จะเกิดมากขึ้น

อ้างอิง

  1. Asner, G.P., and Alencar, A. (2010, August). Drought impacts on the Amazon forest: the remote sensing perspective. New Phytologist, 187 (3), 569-578.
  2. Lewis, S.L., Brando, P.M., Phillips, O.L., van der Heijden, G.M.F., and Nepstad, D. (2011, February 4). The 2010 Amazon drought. Science, 331 (6017), 554.
  3. Li, W., Fu, R., Juárez, R.I.N., and Fernandes, K. (2008, May). Observed change of the standardized precipitation index, its potential cause and implications to future climate change in the Amazon region. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 363 (1498), 1767-1772.
  4. Phillips, O.L., et al. (2009, March 6). Drought sensitivity of the Amazon rainforest.Science, 323 (5919), 1344-1347.
  5. Xu, L., Samanta, A., Costa, M.H., Ganguly, S., Nemani, R.R., and Myneni, R.B. (2011, April 8). Widespread decline in greenness of Amazonian vegetation due to the 2010 drought. Geophysical Research Letters, 38, L07402.

NASA Earth Observatory image created by Jesse Allen, using data provided courtesy of Ranga Myneni, Boston University. Caption by Holli Riebeek.

Instrument: 
Terra – MODIS