亚马逊盆地很特别。它方圆至少万平方公里(万平方英里),几乎是印度面积的两倍。那里有全球最大的雨林,还有流量和流域面积最大的河流。
雨林,占了盆地的大约80%,栖息着全世界五分之一的陆地物种,其中有许多是世界上其它地方找不到的。这里还住着多万人,其中包括数百个土著群体和几十个与世隔绝或者孤立的部落。
美国乔治梅森大学教授、联合国科学、经济和环境基金会资深会员托马斯拉夫乔伊(ThomasLovejoy)解释说,亚马逊雨林还是个巨大的碳汇,吸收着大气中的碳。它还通过一个被称为蒸腾作用的过程把巨量的水送入空气中。源自亚马逊的充足湿气补给着浩瀚的“飞行河”,并有一半的雨水落回了该地区。
尽管其幅员辽阔,对地球的也有明确的重大意义,亚马逊因为对研究来说是一个如此复杂和具有挑战性的地方,有许多方面仍然神秘莫测。同样,它难以管理,该盆地因为大多被山地高原所环绕,大部分地区偏远而难以进入。它占了南美洲的三分之一,跨越了8个国家以及许许多多的州和部落边界。它的特点是一片马赛克似的相互交叉和重叠的生态系统。
亚马逊的上空几乎总是有乌云和风暴,使该盆地成为科学家测绘和监测最为困难的土方之一。上图是国际空间站飞越巴西的托坎廷斯州上空时拍摄的太空照片,拍到了一幅雨季常见的景象。众多巨大的水气柱通过对流上升,然后在撞到平流层时向外扩散形成“砧状云”。即使是旱季,也有大批“巴西爆米花云”的积雨云出现在森林地区上空,使地表的卫星影像模糊不清,如下面的中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像所示。
在早年的陆地资源卫星计划(年代)中,每当卫星无法收集到盆地某些部位的一点清晰图像时,就会错过整个年度。长期以来,云层覆盖的魔咒使得地图绘制者很难确定生物群落的边缘,也很难对土地覆盖或土地利用进行分类,究竟是热带雨林还是热带稀树草原,是原生雨林还是次生雨林,是牧场还是农田,等等。更难以追踪这些特征究竟是如何随着盆地的时间和空间而变化的。
然而,随着几十年来卫星观察的逐渐积累,随着计算和地图制作技术的进步,随着新型卫星的在轨运行,遥感科学家已经找到了越来越多的复杂方法来一点一点地拼出更好地解释亚马逊地区的地图和时序。
美国马里兰大学遥感科学家马修汉森(MatthewHansen)专门从事测绘土地覆盖和土地利用的变化,他说:“过去40年来,我们在亚马逊所看到的变化真的是非凡的。我们看到在湿润森林和干旱森林两方面都有重大损失,畜牧业和农业难以置信的扩张,以及经济力量和土地管理方式推动的土地利用方面明显变化。就变化的领域和规模而言,世界上确实再也没有什么地方能与亚马逊相比。”
本文题图是由陆地卫星7号和8号年采集的无云图像的马赛克镶嵌图,可以清晰地看到整个盆地的地表。(如果某地年没有无云数据可用,则采用最近年份的影像数据代替。)这幅假彩色图像(5-4-3波段)结合了近红外和短波红外光的观测数据,突出植被、湿度和其它地表特征的关键差别。
深绿色区域表示森林(主要是热带湿润雨林)茂盛部位,没有因人类活动而严重改变和退化。委内瑞拉、圭亚那、苏里南和巴西东部与南部的浅绿色区域是广袤的热带稀树草原(巴西称为塞拉多)。这些林地―草地生态系统通常有树木,但树木间隔相当大,以致树冠看起来没有完全遮蔽。
虽然热带稀树草原在雨季降雨丰沛,但其植被也是以能经受漫长旱季为特色的。因为水对近红外段吸收强,这张图上突出了湿润区域,河流和水库显示为深蓝色。棕色区域是季节性淹没的湿地,尤其是季节性洪水泛滥的玻利维亚LlanosdeMoxos稀树草原,以及塞拉多的阿拉瓜亚河泛滥平原。
受人类活动影响强烈的区域也很突出,被转化成牧场的森林区域通常显示为黄色。转化为农田的热带稀树草原通常为粉红色,尤其是在田地休耕或土壤裸露的情况下。
马里兰大学研究员维维安娜扎勒斯(VivianaZalles)解释说:“在一幅没有近红外的真彩色图像中,大部分森林以及甚至直到东南部的塞拉多的某些区域可能最终会有一种类似绿色的色调。像这幅图像一样的假彩色图会产生了变化。可是,重要的是要明白,生物群落或者土地覆盖类型和土地利用分类在地图上的边界,在现实生活中并不这么整齐和清晰。”
在地面上,生态系统常常逐渐退化互相转换,甚至在一小块土地内也可能发生变化。扎勒斯说:“要牢记的关键的事情是,亚马逊盆地是一个极其不同的地方,其中包含了雨林生态系统(亚马逊流域)以及塞拉多生态系统。而塞拉多本身就是一个广义的术语,可以涵盖干旱森林、热带稀树草原、灌木地,一直到基本上几乎没有树木的草地。”
某些情况下,这些细微差别在大陆尺度的地图上可能消失。例如,沿巴西Rondnia州一条森林采伐前锋线,被清理成牧场和农田的土地在本文题图的南美大陆地图上显示为一片相当连续的黄色区域。可是,如更详细的上图所示,这片区域实际上是一大片绿色、粉色和棕色等不同色调,轮廓分明的牧场、农田、以及草木茂盛的河岸,显示出开发正在扩展到靠近玻利维亚边界的一片季节性洪水泛滥的热带稀树草原。
扎勒斯说:“另一件关于世界这个部分的令人困惑的事情是,不同的研究团队在界定其研究对象的边界时采用不同的系统。一些研究人员、政府机关和非政府组织只是着眼于一个州或国家范围内在发生什么事情。另一些则只是着眼于一个或两个生态系统。还有一些可能看得更广,但仍然与众不同,只是