Cambio global en la fragmentación de los bosques de 2000 a 2020

Nature Communications volumen 14, número de artículo: 3752 (2023) Citar este artículo

12k Accesos

158 altmétrico

Detalles de métricas

Se requiere urgentemente una cuantificación integral de la fragmentación forestal global para guiar las políticas de protección, restauración y reforestación de los bosques. Los esfuerzos anteriores se centraron en los patrones de distribución estática de los remanentes de bosques, descuidando potencialmente los cambios dinámicos en los paisajes forestales. Aquí, mapeamos la distribución global de los fragmentos de bosque y sus cambios temporales entre 2000 y 2020. Encontramos que los paisajes forestales en los trópicos estaban relativamente intactos, sin embargo, estas áreas experimentaron la fragmentación más severa en las últimas dos décadas. En contraste, el 75,1% de los bosques del mundo experimentaron una disminución en la fragmentación, y la fragmentación de los bosques en la mayoría de las regiones templadas y subtropicales fragmentadas, principalmente en el norte de Eurasia y el sur de China, disminuyó entre 2000 y 2020. También identificamos ocho modos de fragmentación que indican diferentes estados de recuperación o degradación. Nuestros hallazgos subrayan la necesidad de frenar la deforestación y aumentar la conectividad entre fragmentos de bosque, especialmente en áreas tropicales.

La fragmentación de los bosques es un importante factor de pérdida de biodiversidad y degradación de los ecosistemas a nivel mundial1,2,3,4. Identificar qué áreas tienen la fragmentación forestal más severa es una tarea fundamental en ecología, pero los hallazgos de las investigaciones sobre los patrones de fragmentación forestal global han sido inconsistentes5,6,7. Los bosques de las regiones tropicales se consideran más contiguos que los de otras regiones5,8 y Morreale et al.9 concluyeron que los bosques templados están 1,5 veces más fragmentados que los bosques tropicales. En contraste, otros estudios implicaron que los bosques tropicales están experimentando la fragmentación forestal más severa debido a una aceleración de la deforestación en estas regiones10,11,12. Por ejemplo, la fracción del área del borde del bosque con respecto al área forestal total en los trópicos aumentó del 27% en 2000 al 31% en 201012, y hubo una pérdida neta de cubierta forestal en los trópicos en el mismo período, mientras que muchos países de zonas templadas regiones lograron ganancias forestales netas13,14. Estos hallazgos contrastantes pueden haberse debido a una variación en cómo se definió la fragmentación forestal en diferentes escalas temporales. Para comprender mejor las consecuencias de la fragmentación de los bosques, se necesita urgentemente una cuantificación integral de la fragmentación forestal global.

La fragmentación de los bosques es un proceso de cambio forestal a nivel del paisaje y ocurre principalmente con el tiempo como una disminución del tamaño de los parches, un aumento del número de parches y más bordes de bosque15. Las evaluaciones y mapas precisos de la fragmentación forestal son cruciales para explorar sus efectos sobre la biodiversidad y las funciones de los ecosistemas. Sin embargo, estudios previos sobre el mapeo global de la fragmentación forestal se han basado en la evaluación de patrones estáticos del paisaje5,6,8 y han ignorado el hecho de que la fragmentación forestal es un proceso dinámico en el tiempo. Además, aunque los efectos de la fragmentación de los bosques pueden persistir hasta por un siglo16, los efectos son en su mayoría inmediatos y obvios sólo durante las primeras décadas después de su formación17,18. Por lo tanto, una cuantificación precisa de los patrones y dinámicas actuales de fragmentación de los bosques es clave para prevenir futuras pérdidas de biodiversidad y degradación de los ecosistemas. Sin embargo, la falta de cuantificación de la fragmentación forestal global en las últimas décadas desde una perspectiva dinámica representa una importante brecha de conocimiento.

En las últimas décadas, la evaluación de la fragmentación de los bosques se ha vuelto cada vez más compleja porque la deforestación y la forestación son muy dinámicas. Generalmente se piensa que la fragmentación de los bosques está asociada con la pérdida de bosques5,15 y, por lo tanto, generalmente se evalúa en términos de área deforestada. Como tal, la mayoría de los estudios previos sobre la dinámica de la fragmentación forestal se centraron en bosques tropicales con altas tasas de deforestación6,11,12. Sin embargo, la fragmentación de los bosques y los cambios en la cubierta forestal son relativamente independientes y no siempre van en la misma dirección7. Muchos países templados y subtropicales han ganado cobertura forestal19, pero ese aumento no revierte la tendencia a la fragmentación forestal7. En consecuencia, la credibilidad de las estimaciones a gran escala de la dinámica de los patrones del paisaje forestal se reducirá cuando se considere sólo la fragmentación o la cobertura. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de integrar y analizar de manera efectiva los cambios en la cubierta forestal y los patrones de fragmentación para informar las decisiones de manejo forestal.

Aquí, construimos un índice de fragmentación forestal (FFI) sintético para representar las principales características de la fragmentación forestal, incluidos los efectos de borde, aislamiento y tamaño de parche. Utilizamos las FFI en 2000 y 2020 y sus diferencias (ΔFFI) para determinar los patrones estáticos y dinámicos de la fragmentación forestal global. Estos dos índices se compararon entre varias regiones a nivel mundial para explorar qué índice refleja de manera más efectiva y precisa el estado de fragmentación. También analizamos procesos clave y causas potenciales de algunos puntos críticos globales de fragmentación forestal, y combinamos cambios en la cobertura forestal (ΔFC) y la fragmentación para derivar un marco bidimensional para la evaluación de los patrones dinámicos del paisaje forestal. Nuestro estudio revela que el 75,1% de los paisajes forestales del mundo experimentaron una menor fragmentación, pero aquellos en las regiones tropicales experimentaron una mayor fragmentación durante las dos primeras décadas del siglo XXI.

Calculamos el FFI estático utilizando los valores ponderados promedio de densidad de borde normalizada (ED), densidad de parche (PD) y área media de parche (MPA, usando 1 MPA normalizado) para 2000 y 2020 (Fig. 1), mientras que los valores para las capas individuales normalizadas de ED, PD y MPA se muestran en la Figura complementaria 1. Los paisajes forestales con baja fragmentación estática (FFI <0,2) se encontraban principalmente en los trópicos, el oeste de Canadá, el oeste de Siberia y el Lejano Oriente de Rusia, mientras que los bosques con La alta fragmentación estática (FFI > 0,8) se produjo principalmente en el este de América del Norte, el sur de Europa, el centro y sur de China y a lo largo de los bordes de los bosques tropicales. La proporción de área de paisajes forestales con diferentes niveles de fragmentación se mantuvo estable durante el período 2000-2020. Hubo un ligero aumento en el porcentaje de paisajes forestales con baja fragmentación estática de 2000 a 2020 (17% a 19%), y el porcentaje de paisajes forestales con alta fragmentación estática también disminuyó ligeramente del 17% en 2000 al 13% en 2020. .

a FFI estática en 2000, (b) FFI estática en 2020, (c) ΔFFI de 2000 a 2020; y comparaciones de (d) valores de FFI para 2000 y 2020, y (e) valores de ΔFFI entre zonas climáticas. d, e Las alturas de las barras mostraron el valor medio y las barras de error mostraron una desviación estándar. La importancia de las diferencias en FFI estáticas y ΔFFI entre zonas climáticas se probó utilizando la prueba Tukey-HSD de dos lados, que se ajustó para comparaciones múltiples, y las letras en cada barra mostraron diferencias post-hoc en las FFI estáticas medias y ΔFFI con P < 0,001. d El número de píxeles de bosque (n) desde las zonas tropicales hasta las boreales es 581.649, 381.768, 1.031.907 y 1.384.718 en 2000, y 569.260, 378.518, 1.055.401 y 1.385.159 en 2020, respectivamente. e El número de píxeles de bosque (n) desde las zonas tropicales hasta las boreales es 553.655, 363.858, 1.021.172 y 1.320.564, respectivamente.

Sin embargo, las FFI dinámicas (ΔFFI) para el período de 2000 a 2020 exhibieron un patrón dramáticamente diferente al de las FFI estáticas. Aproximadamente el 75,1% de los paisajes forestales mundiales mostraron una disminución en la fragmentación (ΔFFI <0), especialmente en el oeste de Canadá, el oeste y el Lejano Oriente de Rusia, y el centro y sur de China (Fig. 1c). Los paisajes forestales con tendencias de fragmentación crecientes (ΔFFI > 0) se encontraban principalmente en áreas tropicales, especialmente en el sureste del Amazonas, la cuenca del Congo, la península de Indochina y algunas regiones del oeste de América del Norte y Siberia central. Mientras tanto, la fragmentación fue relativamente estable (ΔFFI ~ 0) en la Amazonia central, Europa central y oriental y el sureste de Estados Unidos.

Luego comparamos el FFI estático y el ΔFFI en todas las zonas climáticas (Fig. 1d) y descubrimos que los bosques más fragmentados del mundo se distribuían en los subtrópicos, mientras que los bosques más intactos estaban en los trópicos y las regiones boreales. Los bosques de la zona subtropical tuvieron valores estáticos de FFI significativamente más altos que los de las otras zonas en ambos años (0,64 ± 0,34 en 2000 y 0,62 ± 0,31 en 2020, P < 0,001), mientras que los bosques de las regiones tropicales (0,43 ± 0,38, P <0,001) y las regiones boreales (0,41 ± 0,20, P <0,001) tuvieron los valores estáticos de FFI más bajos en 2000 y 2020, respectivamente. Sin embargo, el valor medio de ΔFFI en los trópicos (0,01 ± 0,104, P <0,001) fue significativamente mayor que en las otras zonas (-0,06 a -0,02). Además, el ΔFFI generalmente tuvo una relación negativa significativa con el FFI2000 en todas las zonas climáticas (utilizando un modelo aditivo generalizado, P <0,001 para las cuatro zonas; Figura complementaria 2). Además, los FFI estáticos se correlacionaron significativa y positivamente con la altitud, mientras que hubo una correlación significativamente negativa entre ΔFFI y la altitud (Figura complementaria 3), lo que indica que los bosques de tierras bajas estaban relativamente intactos pero experimentaron una fragmentación más severa durante 2000-2020.

Identificamos ocho modos de fragmentación forestal basados en las posibles combinaciones de cambio (aumento o disminución) en los tres componentes individuales de FFI (ED, PD y MPA) y detectamos las proporciones de composición del área de los ocho modos para áreas con disminución (ΔFFI). < 0) y mayor (ΔFFI > 0) fragmentación del bosque, respectivamente. Entre las áreas con FFI disminuida, el EDdownPDdownMPAup, con una proporción de área del 69,8%, fue el modo más común y ampliamente distribuido en todo el mundo (Fig. 2). Otros modos, como EDdownPDdownMPAdown y EDupPDdownMPAup, tuvieron proporciones de área del 15,4% y 8,6% y fueron principalmente dominantes en la Amazonia central y Europa del Este, respectivamente. En cuanto a las áreas con mayor FFI, el EDupPDupMPAdown fue el modo más común y representó el 53,3% del total, que se produjo principalmente en los trópicos, el oeste de América del Norte, el norte de Europa y el centro de Siberia. Los modos EDupPDdownMPAdown y EDdownPDdownMPAdown tuvieron proporciones de área de 23,6% y 8,7%, respectivamente, y fueron predominantes en los trópicos, Rusia y África occidental.

ED, PD y MPA significan los componentes individuales del índice sintético de fragmentación forestal (FFI). Las marcas de “arriba” y “abajo” después de cada componente de FFI representan una tendencia de aumento y disminución durante el período 2000-2020, respectivamente. Los gráficos circulares de la derecha representan las proporciones de área de ocho modos del proceso de fragmentación forestal en FFI disminuyeron (el número de píxeles del bosque, n = 2,470,511) y aumentaron las áreas (n = 820,937). Se seleccionaron tres puntos críticos en las áreas más obvias de disminución y aumento de la FFI, respectivamente, para evaluar los cambios en cada componente de la FFI. Los puntos críticos D1-D3 estaban en el oeste de Canadá (n = 7007), el sur de Europa (n = 3610) y el centro de China (n = 5180), y los puntos críticos I1-I3 estaban en el sureste del Amazonas (n = 2710), la cuenca del Congo. (n = 5102) y Siberia central (n = 6640), respectivamente. Los cuadros de puntos críticos muestran el valor mediano, los cuartiles inferiores del 25% y superiores del 75%; los puntos representan el valor medio; y los bigotes se extienden hasta el límite de los rangos intercuartiles (IQR) de 1,5 veces.

También detectamos cambios en las métricas individuales relacionadas con la fragmentación para puntos críticos en áreas con FFI disminuida y aumentada, respectivamente. En general, los puntos críticos donde la FFI disminuyó tuvieron disminuciones en ED y PD, y aumentos en MPA. Específicamente, las AMP aumentaron significativamente en un 73 % en el oeste de Canadá, en un 38 % en el sur de Europa y en un 50 % en el centro de China entre 2000 y 2020 (Fig. 2). Por el contrario, el aumento de ED y PD jugó un papel más importante en los puntos críticos donde aumentó la FFI. La DE aumentó dramáticamente un 41% en el sureste del Amazonas, un 81% en la cuenca del Congo y un 90% en Siberia central, mientras que los incrementos de PD en estos puntos críticos fueron del 32%, 186% y 78%, respectivamente. Sin embargo, el AMP disminuyó ligeramente (-8% a -31%) en estos puntos críticos donde aumentó la fragmentación de los bosques.

Utilizando modelos lineales generalizados, exploramos más a fondo las relaciones entre ΔFFI y los factores explicativos (ver Métodos) para el mundo y los seis puntos críticos. Aunque ΔFFI no se correlacionó significativamente con ninguna variable explicativa a escala global (Figura 4 complementaria), encontramos que los factores de actividad antropogénica (luz nocturna, cambio de luz nocturna, cobertura de tierras de cultivo y cambio de tierras de cultivo) dominaron los cambios en la FFI durante 2000– 2020 en las áreas más desarrolladas, como el este de EE. UU., Europa y el sur de China (Figura complementaria 5). Además, los incendios forestales controlaron principalmente el ΔFFI de algunas áreas de Canadá, el Lejano Oriente de Rusia, el sureste del Amazonas, África tropical y Australia. Además, para los puntos críticos con FFI disminuido (Fig. 3a-c), ΔFFI estuvo más fuertemente relacionado con la frecuencia de incendios forestales (P <0,001, coeficiente estandarizado = 0,061) en el oeste de Canadá, mientras que los factores impulsores más importantes de ΔFFI en el sur de Europa y China central fueron la cobertura media de las tierras de cultivo (P <0,001, coeficiente estandarizado = 0,244) y el cambio en la cobertura de las tierras de cultivo (P <0,001, coeficiente estandarizado = −0,132), respectivamente. Para los puntos críticos con un aumento de FFI (Fig. 3d-f), la frecuencia de los incendios forestales fue el factor determinante más importante de ΔFFI en el sureste del Amazonas (P <0,001, coeficiente estandarizado = 0,299) y en Siberia central (P <0,001, coeficiente estandarizado = 0,466). mientras que el ΔFFI en la cuenca del Congo se vio significativamente afectado por todos los factores excepto la luz nocturna.

Efectos relativos de la actividad antropogénica (los valores medios y diferenciales de la cobertura de tierras de cultivo y la luz nocturna, color amarillo), la presión demográfica (los valores medios y diferenciales de la densidad de población, color azul) y las perturbaciones naturales (frecuencia de incendios, color rojo) sobre la dinámica de ΔFFI en (a – c) la fragmentación del bosque disminuyó los puntos críticos (D1 – D3, n = 7661, 3663 y 5271 píxeles de bosque) y en (d – f) la fragmentación del bosque aumentó los puntos críticos (I1-I3, n = 4044, 5104, y 7689 píxeles de bosque). Los puntos representan estimaciones de coeficientes estandarizados con intervalos de confianza del 95% (segmentos delgados, ±1,960 errores estándar) y del 90% (segmentos gruesos, ±1,645 errores estándar) en modelos lineales generalizados. Las ubicaciones de los seis puntos de acceso se pueden verificar en la Fig. 2.

Como los cambios en áreas y patrones son dos indicadores clave al evaluar la dinámica del paisaje forestal, desarrollamos un marco bidimensional basado en los cambios en FC y FFI entre 2000 y 2020 para obtener una comprensión integral de la dinámica del paisaje forestal. Descubrimos que los paisajes forestales con un patrón de FCupFFIdown se distribuyeron en todo el mundo, pero se concentraron en el oeste de Canadá, el noreste de EE. UU., el norte de Eurasia y el centro de China (Fig. 4a). FCupFFIdown generalmente representó el porcentaje más alto de área forestal en las regiones templadas (50,0%) y boreales (59,2%) (Fig. 3b). En contraste, el porcentaje de área de paisaje forestal que exhibió el patrón FCdownFFIup en las regiones tropicales (39,8%) fue mucho mayor que el de las regiones subtropicales (27,9%), templadas (14,3%) o boreales (10,6%). Los paisajes forestales con un patrón FCdownFFIup se distribuyeron principalmente en los trópicos, el norte de Europa y Siberia central. Además, los paisajes forestales con patrones de FCupFFIup y FCdownFFIdown, que representaron entre el 5,7% y el 7,8% y entre el 24,5% y el 34,2% del área total, se distribuyeron principalmente en el norte de Europa, la Amazonía central y el sur de África tropical, respectivamente.

El patrón dinámico del paisaje se define por los cambios en el índice de fragmentación forestal (FFI) y la cobertura forestal (FC), y las marcas de “arriba” y “abajo” después del FFI o FC representan una tendencia de aumento y disminución durante 2000-2020, respectivamente. a Distribución espacial global de cuatro patrones dinámicos de paisajes forestales, (b) porcentajes de área relativa de los patrones dinámicos de cuatro paisajes forestales entre zonas climáticas, y (c) la relación entre ΔFFI y ΔFC para paisajes forestales a escala nacional utilizando la correlación lineal de Pearson (n = 131 países). La significación estadística en (c) se obtuvo con una prueba T de Student bilateral.

También utilizamos este marco para evaluar los patrones dinámicos de los paisajes forestales de los países boscosos de todo el mundo. Los paisajes forestales en la mayoría de los países generalmente exhibieron FCupFFIdown (n = 40), FCdownFFIup (n = 32) o FCdownFFIdown (n = 54), mientras que aquellos en sólo cinco países mostraron predominantemente el patrón FCupFFIup. A escala nacional, el ΔFFI de un país se correlacionó significativa y negativamente con el ΔFC (R2 = 0,35, P <0,001) (Fig. 3c). Además, entre los 10 países con la mayor superficie forestal, el patrón general de dinámica del paisaje forestal se mostró como FCupFFIdown (Rusia, China e India), FCdownFFIup (Brasil, Australia, República Democrática del Congo y Perú), o FCdownFFIdown (Canadá, EE. UU. e Indonesia) (Tabla 1). El patrón FCupFFIdown se encontró en más de la mitad de los paisajes forestales de Rusia (59%), Canadá (56%), Estados Unidos (53%) y China (58%), mientras que una proporción considerable del total de los paisajes forestales de Brasil ( 42%), la República Democrática del Congo (54%) y Perú (43%) tuvieron un patrón FCdownFFIup. En particular, China (ΔFC = 1,21%, ΔFFI = −0,07) tenía valores de ΔFC relativamente altos y ΔFFI bajos, mientras que Brasil (ΔFC = −3,22%, ΔFFI = 0,014) tenía valores de ΔFC relativamente bajos y ΔFFI altos. Además, en el caso de los paisajes forestales de los principales países boscosos del mundo, el patrón FCdownFFIdown ocupó altas proporciones (23% − 35%) de las áreas boscosas, mientras que el patrón FCupFFIup solo representó proporciones muy bajas (4–15%).

Desarrollamos un FFI integrado y evaluamos los patrones estáticos y dinámicos de fragmentación de los bosques entre 2000 y 2020, y los resultados identificaron los bosques más fragmentados del mundo y aquellos que experimentaron la fragmentación más severa. De acuerdo con estudios previos5,20,21, encontramos que los paisajes forestales estaban relativamente intactos en el Amazonas, la República Democrática del Congo, Borneo y Nueva Guinea, que albergan una de las mayores biodiversidades del mundo22. Sin embargo, estas áreas también han experimentado la fragmentación forestal más severa en las últimas dos décadas según sus valores positivos más altos de ΔFFI. Por ejemplo, las regiones tropicales sufrieron condiciones más intensivas que impulsaron la conversión de bosques intactos en bosques fragmentados7,10,11,12. Por el contrario, aunque los paisajes forestales en Europa y el sur de China están muy fragmentados, se están recuperando gracias a la forestación y a esfuerzos eficaces de protección, lo que ha mejorado significativamente los paisajes forestales. Estos hallazgos demostraron que el FFI dinámico, que refleja la naturaleza de la fragmentación (cambios en el patrón de distribución de los bosques), puede ser más apropiado para evaluar la fragmentación del bosque que el FFI estático. Nuestro enfoque separa la fragmentación de los bosques de la distribución de fragmentos de bosques, que a menudo se combinan en las evaluaciones de fragmentación de los bosques. El FFI estático revela principalmente patrones de distribución forestal que son consecuencia a largo plazo del clima, la topografía y los cambios históricos en la cobertura del suelo desde el inicio del Antropoceno23,24,25,26, y el FFI dinámico representa con mayor precisión los procesos de fragmentación forestal. .

Además, el marco de evaluación bidimensional que desarrollamos basado en cambios en la fragmentación y la cobertura forestal redujo aún más las incertidumbres en la evaluación de los patrones dinámicos del paisaje forestal debido a las inconsistencias entre estos dos factores. Por ejemplo, encontramos que la FFI disminuyó en algunas áreas del centro de Canadá y la Amazonia central entre 2000 y 2020, pero aún se encontraron pérdidas de bosques en esas áreas. Estos hallazgos enfatizan aún más el valor de nuestro marco de evaluación bidimensional propuesto en la evaluación de la dinámica de los patrones del paisaje forestal, y también proporciona enfoques razonables para evaluar la fragmentación de los bosques y su dinámica a escalas regional, nacional y global. Por lo tanto, nuestro enfoque puede usarse para vincular estos cambios en el patrón espaciotemporal de fragmentación forestal con las políticas de manejo forestal27,28.

Encontramos que el 75,1% de los bosques globales experimentaron una disminución en la fragmentación durante los primeros 20 años del siglo XXI, lo que sugiere que la mayoría de los paisajes forestales globales estaban mejorando en general. Sin embargo, la fragmentación de los bosques mostró patrones divergentes en diferentes regiones del mundo. Por un lado, encontramos una gran disminución en la fragmentación de los bosques en las regiones más densamente pobladas y económicamente desarrolladas del mundo (el este de Estados Unidos, Europa y el sur de China). Por otro lado, el notable aumento del FFI y la disminución del FC en las zonas tropicales presumiblemente reflejaron el hecho de que los bosques en estas regiones están bajo una tremenda presión por parte de los seres humanos11,29,30. Si estas tendencias continúan, la fragmentación de los bosques en los trópicos se exacerbará aún más, y las funciones y valores ecológicos de estos paisajes forestales disminuirán aún más y socavarán gravemente el papel de estos bosques en los acuerdos internacionales sobre el clima y la conservación de la biodiversidad.

En nuestro estudio, varios patrones dinámicos del paisaje forestal, generados por el marco de evaluación bidimensional, reflejaron diferentes estados de recuperación o degradación de los bosques en todo el mundo. En la etapa inicial de la degradación forestal, primero se talan parches de bosque pequeños o irregulares, lo que resulta en un patrón FCdownFFIdown. A medida que la pérdida de bosque se extiende a grandes parches intactos, se crean más bordes de bosque, lo que hace que el bosque muestre el patrón FCdownFFIup y entre en una etapa de degradación profunda. Por el contrario, en el escenario de recuperación forestal (protección forestal y forestación), la introducción de pequeños parches adicionales hasta que se conectan en grandes parches de bosque intactos hace que los bosques exhiban patrones FCupFFIup (más parches de bosque) y FCupFFIdown (menos parches de bosque), que representan las etapas inicial y profunda de la recuperación forestal, respectivamente.

Nuestros hallazgos indicaron que había un gran contraste en la relación entre los bosques y los seres humanos a nivel mundial. La profunda recuperación generalizada de los bosques en algunas regiones subtropicales (particularmente en el sur de China) y los bosques con profunda degradación en algunas regiones tropicales (particularmente en la Amazonia brasileña) se atribuyeron principalmente a las políticas forestales gubernamentales (forestación y deforestación)31,32,33 ,34,35. Por ejemplo, la disminución sustancial de la FFI y el aumento de la FC en el centro y sur de China desde 2000 se han atribuido principalmente a la implementación de varios proyectos de protección ecológica36,37,38. En contraste, la política agraria promulgada por el gobierno brasileño y los incendios forestales asociados provocaron fuertes pérdidas forestales39 y exacerbaron significativamente la fragmentación forestal en el sureste de la Amazonía. De manera similar, las grandes pérdidas de bosques en el Sudeste Asiático y África tropical fueron impulsadas por presiones humanas crecientes, según evidencia basada en satélites14,40,41,42. Sin embargo, considerando que las etapas tempranas de recuperación y degradación representaron porcentajes considerables de todos los paisajes forestales mundiales, existe una gran oportunidad para que la sociedad mejore los patrones dinámicos del paisaje forestal ajustando las políticas. Especialmente en los trópicos, los esfuerzos oportunos de conservación y restauración evitarán mayores daños y mantendrán las importantes funciones de estos bosques en la conservación de la biodiversidad global y la mitigación del cambio climático.

Identificar la distribución y composición de los modos de fragmentación de los bosques mejora nuestros conocimientos para comprender los procesos y los impulsores de la fragmentación de los bosques. Encontramos que el modo de disminución de FFI más típico (EDdownPDdownMPAup) y el modo de aumento de FFI (EDupPDupMPAdown) representaron más de la mitad de los paisajes forestales relevantes del mundo, lo que indicó que los efectos de borde, aislamiento y tamaño de parche cambiaron sinérgicamente con el cambio de cubierta forestal para la mayoría. paisajes forestales globales. Sin embargo, también encontramos algunos modos de cambio de FFI atípicos. Por ejemplo, en la Amazonia central, el AMP disminuyó en algunas áreas donde la FFI disminuyó, mientras que la PD disminuyó en algunas áreas donde la FFI disminuyó, lo que indicó que los procesos de fragmentación forestal eran extremadamente complejos. Por lo tanto, los esfuerzos para detectar el mecanismo subyacente del cambio en la fragmentación forestal deben ser específicos del sitio y centrarse en la relación entre los factores explicativos y los patrones del paisaje forestal.

Al acoplar los cambios en los componentes individuales del FFI, investigamos el ΔFFI y sus asociaciones con factores antropogénicos y naturales e identificamos las posibles causas de la dinámica de fragmentación forestal en algunos puntos críticos. Para los puntos críticos con un aumento de la FFI en el sureste de la Amazonía, grandes parches de bosque intactos se han convertido en múltiples parches pequeños bajo las presiones mixtas de la cosecha comercial, la expansión de las tierras de cultivo y las perturbaciones por incendios39, causando graves pérdidas forestales y un aumento de la fragmentación (Figura 6 complementaria). . Sin embargo, en Siberia central, las pérdidas de bosques debido a los incendios, especialmente en los bordes de los bosques, aumentaron directamente la fragmentación de los bosques durante el período 2000-2020. Para los puntos críticos con una disminución de la FFI en las regiones subtropicales, especialmente en el centro de China, la disminución de la fragmentación estuvo altamente relacionada con la implementación de proyectos de restauración ecológica bajo un rápido desarrollo económico. Por ejemplo, los esfuerzos de forestación en el marco del proyecto “grain to green” aumentaron la superficie forestal y conectaron parches forestales discretos43. Además, en los puntos críticos del oeste de Canadá y el este de Europa, la disminución de la IFE se atribuyó principalmente a las perturbaciones causadas por los incendios y a los cambios en la superficie de tierras de cultivo, respectivamente. Estos factores aumentan el AMP, reducen la ED y la PD y, en última instancia, reducen la fragmentación del bosque al suavizar los bordes del bosque y reducir los pequeños parches de bosque.

Aunque es poco probable que el cambio climático cause cambios en la distribución de los bosques en una escala temporal de 20 años en la mayoría de las regiones del mundo, es posible que el clima todavía tenga ciertos impactos en la dinámica de fragmentación de los bosques en algunas regiones. Por ejemplo, la disminución de la FFI en el norte de Eurasia entre 2000 y 2020 también puede atribuirse a la expansión forestal causada por el calentamiento climático en latitudes altas44, que provocó la conversión de pequeñas parcelas en grandes parcelas y redujo la fragmentación de los bosques. Por el contrario, los incendios más frecuentes, causados por el cambio climático en Canadá, el Lejano Oriente de Rusia, la Amazonia brasileña, el África tropical y la costa de Australia (Figura complementaria 5) han provocado pérdidas forestales notables y una fragmentación intensificada de los bosques45,46,47,48.

Sin embargo, las complejidades de los procesos de fragmentación de los bosques y sus causas también nos recuerdan que los estudios de fragmentación de los bosques deben ser específicos y localizados. La disponibilidad de datos precisos sobre la distribución de los bosques y una comprensión profunda de los factores dinámicos del paisaje forestal, incluidas la política territorial, el cambio climático y el comercio internacional, son condiciones esenciales para la investigación de los patrones, las causas, las consecuencias ecológicas y las estrategias de afrontamiento de la fragmentación de los bosques. Además, cabe señalar que el uso de datos bitemporales sobre la cubierta forestal también hace imposible evaluar completamente la dinámica continua, especialmente en algunas áreas de silvicultura subtropical o cultivos migratorios tropicales húmedos. Por lo tanto, se deben realizar análisis más completos que consideren las características específicas de las especies, los tipos de vegetación y los datos de cobertura forestal multitemporales en la detección de las causas de la dinámica de fragmentación forestal. Estos análisis también forman la base para aplicar la evaluación de patrones y causas de la fragmentación de los bosques a la conservación de la biodiversidad y los mecanismos de retroalimentación del ciclo del carbono.

Al combinar los cambios del paisaje y múltiples características de la fragmentación, nuestro enfoque supera el problema de considerar sólo el estado estático de la fragmentación en lugar del cambio dinámico y, por lo tanto, mejora nuestra comprensión de los patrones de fragmentación forestal global. También refleja de manera más efectiva la realidad de los cambios en el paisaje forestal y es valioso para la formulación y el ajuste oportunos de las políticas pertinentes.

Además, existen estados negativos de los bosques en la mayoría de los 10 países con las mayores áreas forestales, lo que demuestra una notable expansión de las tierras agrícolas, la extracción de madera y los incendios forestales en los últimos años, así como un aumento general de otras perturbaciones. Estos cambios resultan en una mayor pérdida de área forestal, la intensificación de la fragmentación y la degradación de las funciones de los ecosistemas28,49,50. Sin embargo, la significativa relación negativa entre ΔFFI y ΔFC a escala nacional sugirió que los esfuerzos destinados a aumentar el área forestal aún eran efectivos para mitigar la fragmentación. La forestación selectiva y las medidas de protección son enfoques importantes para evitar un mayor deterioro de la fragmentación a nivel mundial. Nuestros hallazgos resaltan que es necesario incorporar una comprensión de la dinámica de la deforestación y la fragmentación en el proceso de formulación de políticas en estos países para minimizar el daño irreversible a los ecosistemas forestales vitales y reorientar el curso del desarrollo hacia la sostenibilidad.

Los datos de la cubierta forestal global de alta resolución (30 m) para 2000 y 2020 se obtuvieron del conjunto de datos sobre cambios en la cubierta y el uso de la tierra a nivel mundial (GLCLU)51. Los datos de cobertura forestal de GLULC definen un píxel con una altura de árbol ≥5 m en la escala de píxeles Landsat como un píxel de bosque, lo que concuerda con la definición de bosque de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). Los datos de la cubierta forestal de 30 m se procesaron en mapas forestales binarios para 2000 y 2020 y se utilizaron para calcular tres métricas del paisaje relacionadas con la fragmentación basadas en la cuadrícula global de 5000 m (consulte los detalles del cálculo a continuación). La cuadrícula de 5000 m también se utilizó para calcular la cobertura forestal (FC, el porcentaje de área forestal respecto del área total en un espacio particular) en cada celda de la cuadrícula y para generar mapas FC de resolución de 5000 m para 2000 y 2020.

Los datos de las zonas climáticas procedían del mapa de regiones climáticas mundiales (WCR) elaborado en 2020 (Figura complementaria 7a)52, con una resolución espacial de 250 m. Consideramos que los bosques globales se encuentran en una de cuatro zonas: tropical, subtropical, templada o boreal, que representan las principales zonas climáticas de relevancia para la distribución de los bosques y los patrones espaciales de fragmentación de los bosques.

Los datos de altitud global basados en ráster se obtuvieron del conjunto de datos de Elevación de base terrestre global de un kilómetro (GLOBE) (Figura complementaria 7b)53. GLOBE es un modelo de elevación digital global (DEM) con un espaciado de cuadrícula de latitud y longitud de 30 segundos de arco. El conjunto de datos GLOBE DEM se agregó a una resolución espacial de 5000 m para coincidir con los datos FFI y FC, y los datos DEM continuos se dividieron en 12 categorías altitudinales (<0, 0–100 m, 100–200 m, 200–300 m , 300–400 m, 400–500 m, 500–600 m, 600–700 m, 700–800 m, 800–900 m, 900–1000 m y >1000 m) para analizar la relación entre la fragmentación del bosque y la altitud .

Desarrollamos una serie de cuadrículas, de 5000 m × 5000 m de tamaño, para 2000 y 2020 para cubrir el área forestal mundial. Para cada celda de la cuadrícula, las métricas del patrón de paisaje relacionadas con la fragmentación se calcularon con base en los mapas binarios de bosque/no bosque. En total, se consideraron 3.413.077 y 3.422.375 celdas de cuadrícula para 2000 y 2020, respectivamente, que cubrieron principalmente todos los paisajes forestales del mundo. El área total de paisajes forestales fue mayor que el área forestal global real, porque cada paisaje forestal contiene una cierta proporción de áreas no forestales. Las partes superpuestas de las cuadrículas se utilizaron finalmente en este estudio para analizar los cambios en la fragmentación del bosque.

El efecto de borde, el efecto de aislamiento y el efecto de tamaño de parche fueron las características más importantes de la fragmentación del bosque5, y pueden cuantificarse mediante tres métricas de patrones de paisaje, incluyendo la densidad de borde (ED), la densidad de parche (PD) y el área media de parche (MPA). respectivamente. Las tres métricas de patrones de paisaje se utilizaron para armar un índice sintético de fragmentación de bosques en nuestro estudio. Estas métricas se calcularon de la siguiente manera:

donde eik es la longitud total del borde en metros, ni es el número de parches, A es el área total del paisaje (una celda de cuadrícula se consideraba un paisaje) en metros cuadrados y AREA [patchij] es el área de cada parche en hectáreas .

Estas tres métricas de patrones de paisaje se calcularon a nivel de clase (clase 0: no bosque, clase 1: bosque) utilizando el paquete “landscapemetrics”54 en el software R basado en los dos mapas binarios descritos anteriormente, y los valores se convirtieron en capas ráster. para su posterior análisis.

Para obtener una comprensión integral de las múltiples dimensiones de la fragmentación, construimos un índice de fragmentación forestal (FFI) sintetizado utilizando las métricas de fragmentación única normalizadas en el software ArcGIS. Durante la normalización de ED, PD y MPA, se consideraron tanto las direcciones de las tres métricas para reflejar la fragmentación forestal como la comparabilidad del FFI en diferentes años (Nota complementaria 1 en Información complementaria). Usamos la diferencia en el FFI entre 2020 y 2000 para construir el índice de fragmentación dinámica de bosques (ΔFFI) usando la siguiente ecuación:

donde el rango de ∆FFI es −1-1. Los valores negativos y positivos de ∆FFI indicaron una disminución y un aumento de la fragmentación, respectivamente.

Para evaluar los patrones espaciales de los valores estáticos de FFI y ΔFFI, comparamos FFI2000, FFI2020 y ΔFFI entre las diferentes zonas climáticas y categorías altitudinales definidas previamente. Se utilizó ANOVA unidireccional para probar diferencias significativas en los valores FFI2000, FFI2020 y ΔFFI, y se utilizó la prueba LSD para comparaciones por pares (Fig. 1d). Además, se utilizó un modelo aditivo generalizado (GAM) para detectar las relaciones entre ΔFFI y FFI2000 para las diferentes zonas climáticas (Figura complementaria 2). Se utilizaron correlaciones lineales para explorar las relaciones entre la altitud y FFI2000, FFI2020 y ΔFFI, y se utilizaron el coeficiente de correlación y la pendiente de la línea de regresión para evaluar la fuerza de estas relaciones.

Dado que el ΔFFI se calculó combinando ED, PD y MPA, las direcciones de cambio en estas métricas pueden reflejar los diferentes procesos que puede desarrollar la fragmentación forestal. Por lo tanto, identificamos ocho modos de procesos de fragmentación forestal (EDupPDupMPAdown, EDdownPDupMPAdown, EDupPDdownMPAdown, EDdownPDdownMPAdown, EDupPDupMPAup, EDdownPDupMPAup, EDupPDdownMPAup y EDdownPDdownMPAup) al considerar todas las combinaciones posibles de un aumento o disminución en la ED, PD y MPA entre 2000 y 2020 ( Figura 2). Además, para caracterizar los procesos de fragmentación forestal que ocurrieron en áreas donde la fragmentación disminuyó o aumentó, evaluamos las distribuciones espaciales globales y las proporciones de composición de los diferentes modos del proceso de fragmentación donde los valores de ΔFFI fueron negativos o positivos, respectivamente.

Para analizar mejor los procesos que impulsan los cambios en la fragmentación de los bosques, seleccionamos tres puntos críticos (Canadá occidental, Europa meridional y China central) donde la fragmentación disminuyó notablemente y tres puntos críticos (el sudeste del Amazonas, la cuenca del Congo y Siberia central) donde la fragmentación fue mayor. obviamente aumentó. Para cada punto de acceso, analizamos las proporciones de composición de los ocho modos de procesos de fragmentación (Fig. 2). Luego utilizamos una prueba T para comparar los valores de EDnor, PDnor y MPAnor entre 2000 y 2020, y los porcentajes de aumento o disminución de cada uno de estos valores se utilizaron para reflejar sus contribuciones a los cambios en el FFI.

Las actividades antropogénicas, la presión demográfica y las perturbaciones naturales se consideran los principales impulsores de la pérdida global de bosques39. Considerando la relación entre la cubierta humana y la cubierta forestal, las actividades antropogénicas se dividieron en actividad agrícola e intensidad socioeconómica. Por lo tanto, se consideraron factores relacionados con la actividad agrícola (cobertura media de tierras de cultivo y cambio de cobertura de tierras de cultivo), intensidad socioeconómica (luz nocturna media y cambio de luz nocturna), presión demográfica (densidad de población media y cambio de densidad de población) y perturbaciones naturales (frecuencia de incendios). adoptado en nuestro estudio para explicar la dinámica de la FFI en seis puntos críticos y en el mundo. La actividad agrícola y las perturbaciones naturales son factores que influyen directamente en los cambios en la distribución y la fragmentación de los bosques, mientras que la intensidad socioeconómica y la presión demográfica afectan la cubierta forestal y la fragmentación de los bosques por vía indirecta.

Para las variables de actividad agrícola, la cobertura media de las tierras de cultivo y el cambio en la cobertura de las tierras de cultivo se consideraron dos indicadores importantes que representan la magnitud y la variación de la superficie de tierras de cultivo durante el período 2000-2020. En nuestro estudio se adoptaron los mapas de extensión de tierras de cultivo con resolución de 30 m del conjunto de datos Global Land Cover and Land Use Change55 para 2003 y 2019 y se procesaron en datos de cobertura de tierras de cultivo calculando la relación entre píxeles de tierras de cultivo y píxeles totales en una cuadrícula de tamaño de 5000 m. Los valores medios y de diferencia de la cobertura de tierras de cultivo entre 2003 y 2019, respectivamente, se utilizaron directamente como factores de actividad agrícola. Además, los datos de luz nocturna con resolución de 500 m, derivados del conjunto de datos de luz nocturna global similar a NPP-VIIRS56, para 2000 y 2020 se utilizaron directamente para representar los factores de intensidad socioeconómica. De manera similar, la luz nocturna media y el cambio de luz nocturna fueron dos indicadores importantes que representan la magnitud y la variación de la intensidad socioeconómica durante 2000-2020, respectivamente, y se calcularon mediante los valores medios y de diferencia de la luz nocturna similar al NPP-VIIRS. entre 2000 y 2020. Además, la densidad de población media y el cambio de densidad de población durante 2000-2020 reflejan la magnitud y la variación de la presión demográfica, respectivamente, y se utilizaron como factores de presión demográfica en este estudio. Los conjuntos de datos de conteo de población cuadriculada global de WorldPop57 para 2000 y 2020 con una resolución espacial de 1000 m se agregaron en primer lugar en datos de densidad de población con resolución de 5000 m calculando el valor medio para cada cuadrícula de tamaño de 5000 m de los dos períodos. Las dos variables de presión demográfica se obtuvieron mediante la media y los valores de diferencia de las capas de densidad de población cuadriculadas con una resolución de 5000 m para 2000 y 2020. Finalmente, para la variable de perturbación natural, se seleccionó la frecuencia de incendios durante 2000-2020 como un indicador importante que representaba la perturbación total del incendio. En este estudio se utilizó el conjunto de datos mensuales de áreas quemadas globales MODIS (MCD64A1 versión 6) con una resolución espacial de 500 m, y la frecuencia de incendios se obtuvo contando la proporción de píxeles quemados durante 2000-2020 para cuadrículas de 5000 m durante 2000-2020. 2020. La resolución de las capas ráster de todas las variables independientes se agregó en 5000 m para que coincida con el ΔFFI.

Se utilizaron modelos lineales generales para detectar la relación entre ΔFFI y los siete factores explicativos, y todas las variables dependientes e independientes se estandarizaron en el rango de 0-1 durante el análisis estadístico. El impacto de cada factor explicativo en el ΔFFI se cuantificó mediante las estimaciones de coeficientes estandarizados y los valores de P de los modelos lineales múltiples estandarizados, y también se incorporaron los intervalos de confianza correspondientes para ayudar a analizar los factores determinantes del ΔFFI. Realizamos los modelos lineales generales para cada punto de acceso (Fig. 3) y el mundo (Fig. 4 complementaria) en función de variables dependientes e independientes en sus respectivos alcances. Además, identificamos el principal impulsor de ΔFFI, representado por el factor con el valor absoluto más alto de las estimaciones de coeficientes, para una serie de cuadrículas de 50 km × 50 km y finalmente generamos el mapa de impulsores principales de ΔFFI (Figura complementaria 5) con un Resolución espacial de 50 km a escala global.

Construimos un marco de evaluación bidimensional de la dinámica del paisaje forestal global en el que todos los paisajes forestales se clasificaron en cuatro tipos (FCupFFIdown, FCupFFIup, FCdownFFIdown y FCdownFFIup) en función de aumentos (valores positivos) o disminuciones (valores negativos) en FC y FFI. de 2000 a 2020. Estos cuatro tipos de patrones dinámicos de paisajes forestales representan paisajes forestales en la etapa de recuperación profunda, etapa de recuperación temprana, etapa de degradación temprana y etapa de degradación profunda, respectivamente. Mapeamos las distribuciones espaciales de estos diferentes patrones dinámicos del paisaje forestal (Fig. 3a) superponiendo la capa ΔFFI y la capa ΔFC con una resolución de 5000 m.

También evaluamos la variación en los porcentajes relativos de los cuatro patrones entre zonas climáticas (Fig. 3b) y el gradiente altitudinal (Fig. 8 complementaria). Además, comparamos los valores medios de ΔFFI y ΔFC entre todos los países del mundo (Datos complementarios 1) y utilizamos las correlaciones lineales de Pearson para ajustar la relación (Fig. 3c). Específicamente, para evaluar cómo variaron los cambios en la cubierta forestal y la fragmentación entre 2000 y 2020 entre los diez países con la mayor superficie forestal del mundo, calculamos los porcentajes de área que representan cada patrón y los valores medios de ΔFC y ΔFFI (Tabla 1). Los límites administrativos de cada país fueron determinados por la FAO (https://data.apps.fao.org/map/catalog/static/search?format=shapefile).

Más información sobre el diseño de la investigación está disponible en el Resumen del informe de Nature Portfolio vinculado a este artículo.

Todos los datos utilizados en el análisis son de acceso público. El conjunto de datos globales sobre cobertura terrestre y cambio de uso de la tierra está disponible en https://glad.umd.edu/dataset/GLCLUC2020 (incluidos datos sobre cobertura forestal y datos sobre cobertura de tierras de cultivo); El conjunto de datos de zonas climáticas globales está disponible en https://storymaps.arcgis.com/stories/61a5d4e9494f46c2b520a984b2398f3b; El conjunto de datos de altitud global está disponible en https://ngdc.noaa.gov/mgg/topo/gltiles.html; El conjunto de datos de luz nocturna global similar a NPP-VIIRS está disponible en https://dataverse.harvard.edu/dataset.xhtml?persistentId=doi:10.7910/DVN/YGIVCD; El conjunto de datos de recuento de población global cuadriculado de worldPop está disponible en https://hub.worldpop.org/project/categories?id=3; El conjunto de datos mensuales de áreas quemadas globales de MODIS está disponible en https://lpdaac.usgs.gov/products/mcd64a1v006/. El conjunto de datos sobre límites administrativos globales está disponible en https://data.apps.fao.org/map/catalog/static/search?format=shapefile. Los datos del Índice de Fragmentación Forestal (FFI) generados en este estudio se depositaron en el repositorio de Figshare en https://figshare.com/s/21dbf1f50250aeb7f5a0.

El código utilizado para calcular el índice de patrón paisajístico en este estudio se puede encontrar en el repositorio de Figshare en https://figshare.com/s/21dbf1f50250aeb7f5a0.

Krauss, J. y col. La fragmentación del hábitat provoca una pérdida inmediata y retardada de biodiversidad en diferentes niveles tróficos. Ecológico. Letón. 13, 597–605 (2010).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Pfeifer, M. y col. La creación de bordes de bosques tiene un impacto global en los vertebrados del bosque. Naturaleza 551, 187-191 (2017).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Brinck, K. y col. Análisis de alta resolución de la fragmentación de los bosques tropicales y su impacto en el ciclo global del carbono. Nat. Comunitario. 8, 14855 (2017).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pimm, SL El clásico del fragmento de bosque. Naturaleza 393, 23-24 (1998).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Haddad, NM y cols. La fragmentación del hábitat y su impacto duradero en los ecosistemas de la Tierra. Ciencia. Adv. 1, e1500052 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Taubert, F. y col. Patrones globales de fragmentación de los bosques tropicales. Naturaleza 554, 519–522 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Liu, J. y col. Fragmentación de los bosques en China y su efecto sobre la biodiversidad. Biol. Rev. 94, 1636–1657 (2019).

Artículo PubMed Google Scholar

Wade, TG, Riitters, KH, Wickham, JD & Jones, KB Distribución y causas de la fragmentación forestal global. Conservar. Ecológico. 7, 7 (2003).

Google Académico

Morreale, LL, Thompson, JR, Tang, X., Reinmann, AB y Hutyra, LR Crecimiento elevado y biomasa a lo largo de los bordes de los bosques templados. Nat. Comunitario. 12, 7181 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gibbs, HK y cols. Los bosques tropicales fueron la principal fuente de nuevas tierras agrícolas en los años 1980 y 1990. Proc. Nacional. Acad. Ciencia. Estados Unidos 107, 16732–16737 (2010).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hansen, MC y cols. El destino de los fragmentos de bosque tropical. Ciencia. Adv. 6, eaax8574 (2020).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fischer, R. y col. La fragmentación acelerada de los bosques conduce a un aumento crítico del área del borde del bosque tropical. Ciencia. Adv. 7, eabg7012 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Canción, X.-P. et al. Cambio global de la tierra de 1982 a 2016. Nature 560, 639–643 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hoang, NT y Kanemoto, K. El mapeo de la huella de deforestación de las naciones revela una amenaza creciente para los bosques tropicales. Nat. Ecológico. Evolución. 5, 845–853 (2021).

Artículo PubMed Google Scholar

Fahrig, L. Efectos de la fragmentación del hábitat sobre la biodiversidad. Año. Rev. Ecológico. Evolución. Sistema. 34, 487–515 (2003).

Artículo de Google Scholar

Vellend, M. et al. La deuda de extinción de las plantas forestales persiste durante más de un siglo tras la fragmentación del hábitat. Ecología 87, 542–548 (2006).

Artículo PubMed Google Scholar

Laurance, WF y cols. Decadencia de ecosistemas de fragmentos de bosque amazónico: una investigación de 22 años. Conservar. Biol. 16, 605–618 (2002).

Artículo de Google Scholar

Gibson, L. y col. Extinción casi completa de la fauna nativa de pequeños mamíferos 25 años después de la fragmentación del bosque. Ciencia 341, 1508-1510 (2013).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Chen, C. y col. China y la India lideran la ecologización del mundo mediante la gestión del uso de la tierra. Nat. Sostener. 2, 122-129 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Chaplin-Kramer, R. et al. Degradación de las reservas de carbono cerca de los bordes de los bosques tropicales. Nat. Comunitario. 6, 10158 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Grantham, HS y cols. La modificación antropogénica de los bosques significa que sólo el 40% de los bosques restantes tienen una alta integridad ecosistémica. Nat. Comunitario. 11, 5978 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cuervo, PH y cols. La distribución de la riqueza de la biodiversidad en los trópicos. Ciencia. Adv. 6, eabc6228 (2020).

Artículo ADS PubMed Google Scholar

Laurance, WF y cols. Una selva amazónica y sus fragmentos como laboratorio de cambio global. Biol. Rev. 93, 223–247 (2018).

Artículo PubMed Google Scholar

Bastin, J.-F. et al. El potencial global de restauración de árboles. Ciencia 365, 76–79 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Alkama, R. & Cescatti, A. Impactos climáticos biofísicos de los cambios recientes en la cubierta forestal global. Ciencia 351, 600–604 (2016).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Geldmann, J., Manica, A., Burgess, ND, Coad, L. & Balmford, A. Una evaluación a nivel global de la eficacia de las áreas protegidas para resistir las presiones antropogénicas. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 116, 23209–23215 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Agnoletti, M. Paisaje rural, conservación de la naturaleza y cultura: algunas notas sobre tendencias de investigación y enfoques de gestión desde una perspectiva de Europa (sur). Landsc. Plano Urbano. 126, 66–73 (2014).

Artículo de Google Scholar

Lawler, JJ y cols. Impactos proyectados del cambio de uso de la tierra en los servicios ecosistémicos en los Estados Unidos. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 111, 7492–7497 (2014).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Qin, Y. et al. La pérdida de carbono por la degradación forestal supera la de la deforestación en la Amazonia brasileña. Nat. Subir. Chang. 11, 442–448 (2021).

ADS del artículo Google Scholar

Trondoli Matricardi, EA et al. La degradación forestal a largo plazo supera la deforestación en la Amazonia brasileña. Ciencia 369, 1378-1382 (2020).

ADS del artículo Google Scholar

Tong, X. y col. La gestión forestal en el sur de China genera un amplio secuestro de carbono a corto plazo. Nat. Comunitario. 11, 1-10 (2020).

Artículo de Google Scholar

Brandt, M. y col. Importante aumento de biomasa y enverdecimiento observado por satélite en el Karst del sur de China durante la última década. El futuro de la Tierra 6, 1017–1028 (2018).

ADS del artículo Google Scholar

Ellis, CE y cols. Los seres humanos han dado forma a la mayor parte de la naturaleza terrestre durante al menos 12.000 años. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 118, e2023483118 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Achard, F. y col. Determinación de las tasas de deforestación tropical y las pérdidas de carbono relacionadas de 1990 a 2010. Glob. Cambiar Biol. 20, 2540–2554 (2014).

ADS del artículo Google Scholar

Sloan, S. & Sayer, JA La Evaluación de Recursos Forestales de 2015 muestra tendencias globales positivas, pero la pérdida y degradación de los bosques persiste en los países tropicales pobres. Para. Ecológico. Administrar. 352, 134-145 (2015).

Artículo de Google Scholar

Piao, S. y col. Características, impulsores y reacciones de la ecologización global. Nat. Rev. Medio Ambiente Tierra. 1, 14-27 (2020).

ADS del artículo Google Scholar

Jiang, Z., Lian, Y. & Qin, X. Desertificación rocosa en el suroeste de China: impactos, causas y restauración. Ciencias de la Tierra. Rev. 132, 1-12 (2014).

ADS del artículo Google Scholar

Deng, L. y col. Beneficios pasados y futuros del secuestro de carbono del programa de cereales ecológicos de China. Globo. Reinar. Cambio-dimensiones de la política humana. 47, 13-20 (2017).

Artículo de Google Scholar

Curtis, PG, Slay, CM, Harris, NL, Tyukavina, A. y Hansen, MC Clasificación de las causas de la pérdida global de bosques. Ciencia 361, 1108-1111 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Feng, Y. et al. Expansión ascendente y aceleración de la tala de bosques en las montañas del sudeste asiático. Nat. Sostener. 4, 892–899 (2021).

Artículo de Google Scholar

Pendrill, F., Persson, UM, Godar, J. & Kastner, T. Deforestación desplazada: comercio de productos básicos con riesgo para los bosques y perspectivas de una transición forestal global. Reinar. Res. Letón. 14, 055003 (2019).

ADS del artículo Google Scholar

Grogan, K., Pflugmacher, D., Hostert, P., Mertz, O. & Fensholt, R. Desentrañar el vínculo entre el precio mundial del caucho y la deforestación tropical en Camboya. Nat. Plantas 5, 47–53 (2019).

Artículo PubMed Google Scholar

Lu, F. y col. Efectos de los proyectos nacionales de restauración ecológica sobre el secuestro de carbono en China de 2001 a 2010. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 115, 4039–4044 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tchebakova, NM, Parfenova, EI, Korets, MA y Conard, SG Cambio potencial en los tipos de bosques y alturas de los rodales en Siberia central en un clima más cálido. Reinar. Res. Letón. 11, 035016 (2016).

ADS del artículo Google Scholar

Barlow, J. y col. Las perturbaciones antropogénicas en los bosques tropicales pueden duplicar la pérdida de biodiversidad debido a la deforestación. Naturaleza 535, 144-147 (2016).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Tyukavina, A. y col. Tipos y tasas de perturbación forestal en la Amazonía Legal brasileña, 2000-2013. Ciencia. Adv. 3, e1601047 (2017).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

van Wees, D. y col. El papel del fuego en la dinámica global de pérdida de bosques. Globo. Cambiar Biol. 27, 2377–2391 (2021).

ADS del artículo Google Scholar

Tyukavina, A. y col. Tendencias globales de pérdida de bosques por incendios de 2001 a 2019. Frente. Sensores remotos 3, 825190 (2022).

Artículo de Google Scholar

Lewis, SL, Edwards, DP y Galbraith, D. Creciente dominancia humana de los bosques tropicales. Ciencia 349, 827–832 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Potapov, P. y otros. Las últimas fronteras de la vida silvestre: seguimiento de la pérdida de paisajes forestales intactos de 2000 a 2013. Sci. Adv. 3, e1600821 (2017).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Potapov, P. y otros. El conjunto de datos globales sobre cambio de uso y cobertura del suelo en el período 2000-2020 derivado del archivo landsat: primeros resultados. Frente. Sensores remotos 3, 856903 (2022).

Artículo de Google Scholar

Sayre, R. y col. Una evaluación de la representación de los ecosistemas en áreas protegidas globales utilizando nuevos mapas de regiones climáticas mundiales y ecosistemas mundiales. Globo. Ecológico. Conservar. 21, e00860 (2020).

Artículo de Google Scholar

Centro Nacional de Datos Geofísicos de la NOAA. Elevación de la base terrestre global de un kilómetro (GLOBE) v.1. https://doi.org/10.7289/V52R3PMS (1999).

Hesselbarth, MHK, Sciaini, M., With, KA, Wiegand, K. & Nowosad, J. Landscapemetrics: una herramienta R de código abierto para calcular métricas de paisaje. Ecografía 42, 1648-1657 (2019).

Artículo de Google Scholar

Potapov, P. y otros. Los mapas globales de extensión y cambio de las tierras de cultivo muestran una expansión acelerada de las tierras de cultivo en el siglo XXI. Nat. Alimentos 3, 19-28 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Chen, Z. y col. Una serie temporal ampliada (2000-2018) de datos de luz nocturna globales similares a NPP-VIIRS a partir de una calibración de sensores cruzados. Sistema Tierra. Ciencia. Datos 13, 889–906 (2021).

Lloyd, CT y cols. Conjuntos de datos globales armonizados espacio-temporalmente para producir conjuntos de datos de distribución de población cuadriculados de alta resolución. Datos de Big Earth 3, 108-139 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Descargar referencias

Esta investigación fue apoyada por el Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China (2022YFF0802400, JM) y la Fundación de Ciencias Naturales de China (32271659, JM y U2106209, JM).

Estos autores contribuyeron igualmente: Jun Ma, Jiawei Li.

Laboratorio Clave del Ministerio de Educación para Ciencias de la Biodiversidad e Ingeniería Ecológica, Estación de Investigación de Ecosistemas Costeros del Estuario del Río Yangtze, Instituto de Ciencias de la Biodiversidad, Facultad de Ciencias de la Vida, Universidad de Fudan, #2005 Songhu Road, Shanghai, 200438, China

Jun Ma, Jiawei Li, Wanben Wu y Jiajia Liu

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

JM y JJL concibieron la idea y diseñaron la metodología; JM, JWL y WBW realizaron el análisis de datos; y JM escribieron el manuscrito con contribuciones de JWL y JJL. Todos los autores contribuyeron de manera crítica a la interpretación de los resultados y dieron la aprobación final para su publicación.

Correspondencia a Jun Ma o Jiajia Liu.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature Communications agradece a Victor Danneyrolles y a los demás revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Un archivo de revisión por pares está disponible.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado a los autores originales y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Ma, J., Li, J., Wu, W. et al. Cambio global en la fragmentación de los bosques de 2000 a 2020. Nat Commun 14, 3752 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39221-x

Descargar cita

Recibido: 18 de noviembre de 2022

Aceptado: 02 de junio de 2023

Publicado: 11 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-39221-x

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.