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澳大利亚是世界上约2％的红树林的家园， 第五 地球上最红树林密布的国家。 红树林由于它们喂养，居住和保护的动植物种类繁多，因此在生态系统中起着至关重要的作用。
红树林帮助 保护沿海社区免受飓风和暴风雨袭击 通过吸收风暴能量的冲击。 他们通过以下方式帮助我们应对气候变化 储存大量碳 否则会以温室气体的形式释放出来。
换句话说，红树林是我们的一部分 最珍贵的生态系统。 尽管它们很重要，但我们对这些复杂的湿地森林尚不了解。 例如，他们的生长季节什么时候开始？ 而且，能持续多久？
通常，回答这些类型的问题需要在现场进行频繁的数据收集，但这可能既昂贵又耗时。 一种替代方法是使用卫星图像。 将来，这将使我们能够跟踪气候变化对红树林和其他森林的影响。
什么是物候学？
我们的研究 利用卫星图像研究了北领地，昆士兰州和新南威尔士州的红树林的生命周期。 我们将卫星图像与1980年代，1990年代和2000年代收集的现场数据进行了比较，发现红树林生命周期的变化程度令人惊讶。
我们使用的是生命周期一词，但科学术语是“物候”。 物候学是对动植物生命周期中周期性事件的研究。 例如，有些植物在春季和夏季开花并结出果实，而有些则在秋季和冬季失去了叶子。
物候学很重要，因为植物生长时会从大气中吸收碳，并将其存储在叶子，树干，根和土壤中。 由于物候通常受环境条件的影响，因此研究物候有助于我们了解气候变化如何影响澳大利亚的生态系统，例如红树林。
那么，我们如何在短时间内学到很多有关红树林物候的知识呢？ 那就是卫星图像的来源。
我们如何使用卫星研究红树林物候
卫星是研究森林健康，面积和物候变化的极好的工具。 数十年来，一些卫星一直在拍摄地球图像，使我们有机会回顾30年前或更早的红树林状态。
您可以想到卫星图像，就像智能手机中的照相馆一样：您可以在一张图像中看到许多家庭成员，并且可以看到每个人随着时间的推移如何成长和“开花”。 对于红树林，我们可以在单个卫星图像中看到不同的区域和物种，并且可以使用过去的图像来研究红树林的生命周期。
例如，下面描述的卫星图像 来自澳大利亚政府国家地图网站的数据，显示了1990年至2019年之间西澳大利亚州金伯利地区的红树林如何发生变化。您可以看到红树林在某些地区是如何减少而在其他地区却有所扩展。 总体而言，这片红树林的表现似乎不错，这在很大程度上要归功于该地区的人口相对较少。
我们的研究 对北领地，昆士兰州和新南威尔士州的红树林的卫星图像进行了分析，并与地面数据进行了比较，结果发现并非所有的红树林都具有相同的生命周期。
例如，许多红树林物种每年仅生长一次新叶片，而其他物种则每年两次生长新叶片。 这些细微但重要的差异将使我们能够追踪气候变化对红树林和其他森林的影响。
气候变化如何影响红树林物候
气候变化是 改变许多森林的物候，导致它们开花和结果早于预期。
科学尚不能确切告诉我们红树林物候将如何受到气候变化的影响，但结果可能是灾难性的。 如果红树林的花或果早于预期，则授粉媒介（如蝙蝠，蜜蜂和鸟类）可能会饿死或移居到其他森林中。 没有授粉媒介，红树林可能无法繁殖并可能死亡。
我们研究的下一步是弄清楚气候变化如何影响红树林的生命周期。 为此，我们将使用整个澳大利亚红树林的卫星图像，并将温度和降雨量的数据考虑在内。
我们认为温度升高会导致叶片生长的时间更长，我们计划通过从80年代和90年代的卫星图像研究现在的数据来检验这一理论。
卫星监控无法做到所有这些
卫星可以告诉我们很多关于红树林的状况。 例如，卫星图像捕获了一次消亡事件（如下所述，使用 来自澳大利亚政府国家地图网站的数据）发生在2015年至2016年之间，当时约有7,400公顷的红树林死亡 在卡彭塔里亚海湾 由于干旱以及异常高的空气和海水温度。
但是，仅靠卫星监视还不够，不能捕捉到地面上的细节。 例如，人造卫星无法捕获红树林的开花或结果，因为花朵通常太小并且水果常常被伪装。 而且，卫星无法捕获在冠层下发生的事情。
认识到地面研究人员的工作也很重要。 地面数据使我们能够验证或确认我们在卫星图像中看到的信息。 当我们注意到某些红树林每年要种植两次叶子时，我们通过实地数据验证了这一观察结果，并与红树林生态系统专家进行了确认。 实地数据对于了解全球生态系统的生命周期以及森林对气候变化的反应至关重要。
包括红树林在内的湿地是我们最珍贵的生态系统。 存在Shutterstock
关于作者
NicolásYounesCárdenas，博士后研究员， 詹姆斯·库克大学; Karen Joyce，高级讲师-遥感和空间信息， 詹姆斯·库克大学和兼职研究员Stefan W Maier， 詹姆斯·库克大学
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