Кратко: спутниковые карты пожаров и смены покрытия показывают, что сельскохозяйственное освоение Амазонии напрямую увеличивает площадь выжиганий и фрагментацию леса; политика (правоприменение, субсидии, призывы к «освоению») регулирует скорость и пространственную модель этой трансформации; снижение площади и усиление фрагментации ведут к потере биологического разнообразия — как через прямую утрату местообитаний, так и через изменённые режимы пожаров и проникновение инвазивных видов.
Как это выявляется на спутниковых данных (методология и ключевые связи)
- Наблюдение: сверка карт пожаров (MODIS/VIIRS) с картами смены землепользования (PRODES, Global Forest Change) показывает пространное совпадение очагов пожаров с новыми участками пашен и пастбищ.
- Количественный анализ: корреляция/регрессия между площадью сельхозземель $x_t$ и площадью пожаров $y_t$ по годам/кубикам местности:
$$y_t={\beta }_0+{\beta }_1{x}_t+{\epsilon }_t,$$ или оценка Пирсона
$$r=\frac{\sum (x_i-\bar{x})(y_i-\bar{y})}{\sqrt{\sum (x_i-\bar{x}{)}^2\sum (y_i-\bar{y}{)}^2}}.$$ Часто наблюдается положительная ${\beta }_1$ и высокий $r$ в зонах активного освоения.
- Временные лаги: для проверки, что освоение предшествует пожарам, используют лага́вую корреляцию $\text{corr}(B_t,A_{t-\tau })$ — где $B_t$ — площадь пожаров в год $t$, $A_{t-\tau }$ — освоение ранее. Положительный пик при $\tau \ge 0$ указывает на причинную связь.
- Фрагментация: анализ растров показывает уменьшение среднего размера участков леса и увеличение краевости; метрики типа плотности краёв и распределения площадей фрагментов коррелируют с локальной потерей видов.
Как политика вмешивается
- Инструменты: законы об охране, правоприменение, амнистия на «освоение», субсидии на скотоводство/соеводство, цены на экспортные культуры. Политика меняет экономический стимул к расчистке: при слабом контроле и/или стимуле расчистка и пожары растут.
- Эффект на данные: периоды ослабления мониторинга или амнистии часто совпадают с ростом очагов пожаров на спутниковых картах — прямое связующее звено между политикой и наблюдаемыми изменениями покрытия.
Влияние на биологическое разнообразие (оценка и механизмы)
- Прямая утрата: площадь местообитаний уменьшается → утрата видов по закону «вид–площадь». Для оценок используют модель
$$S=c{A}^z,$$ где $S$ — число видов, $A$ — площадь местообитания, $c,z$ — параметры; падение площади даёт ожидаемую потерю видов:
$$\frac{\Delta S}{S}=1-{\left(\frac{A_{\text{new}}}{A_{\text{old}}}\right)}^z.$$ - Фрагментация и краевые эффекты: даже при частичной сохранности общий набор видов сокращается из‑за нарушений миграции, изоляции популяций, увеличения хищничества и распространения инвазивов — эффекты видны как локальное снижение плотности и исчезновение чувствительных видов.
- Пожары усиливают деградацию: частые пожары меняют состав растительности, ухудшают восстановление леса и повышают вероятность постоянной смены экосистемы на саванну/пастбище.
Практическая схема анализа (коротко)
1. Наложить карты пожаров и картографию землепользования по времени; выделить новые расчистки.
2. Посчитать временные ряды: площадь расчистки $A_t$, площадь пожаров $B_t$, индексы фрагментации $F_t$.
3. Прогнозировать влияние на биоразнообразие через модель вида–площади и/или пространственные модели занятости видов (occupancy), контролируя климатические переменные (ENSO, осадки).
4. Сравнить изменения в разные политические периоды (до/после политики) — разница укажет на эффект политики.
Короткий вывод
- Спутниковые карты однозначно показывают, что расширение сельского хозяйства связано с ростом пожаров и фрагментацией в Амазонии; политика усиливает или ослабляет этот процесс через экономические стимулы и правоприменение.
- Биологическое разнообразие реагирует быстро на фрагментацию и утрату площади (оценки через $S=c{A}^z$), а пожары ускоряют и закрепляют потери, особенно для специализированных и малочисленных видов.