卫星影像有助于科学家和研究人员监测红树林。
这些生态系统对于维系生物多样性和储存碳至关重要。
卫星数据与实地研究相结合，有助于更好地了解气候变化可能对这些森林造成的影响。
澳大利亚拥有全球约2%的红树林，是世界上红树林面积排名第五的国家。红树林在生态系统中发挥着关键作用，为种类繁多的植物、动物和鸟类提供食物、栖息地和保护。
红树林通过吸收风暴的大部分能量，帮助保护沿海社区免受气旋和风暴侵袭。红树林还能储存大量碳，避免这些碳以温室气体的形式释放出来，从而助力我们应对气候变化。
换句话说，红树林是我们最珍贵的生态系统之一。尽管它们十分重要，我们对这些复杂的湿地森林仍知之甚少。例如，它们的生长季何时开始？会持续多久？
通常，要回答这类问题，需要频繁开展实地数据采集，但这既耗时又费钱。另一种办法是使用卫星图像。未来，这将使我们能够追踪气候变化对红树林及其他森林的影响。
什么是物候？
我们的研究利用卫星图像，考察了北领地、昆士兰州和新南威尔士州红树林的生命周期。我们将卫星图像与20世纪80年代、90年代和21世纪初采集的实地数据进行比较，发现红树林生命周期的差异程度出乎意料。
我们使用了“生命周期”这个说法，但它的科学术语是“物候”。物候学研究植物和动物生命周期中的周期性事件。例如，有些植物在春季和夏季开花结果，有些则在秋季和冬季落叶。
物候很重要，因为植物生长时会从大气中吸收碳，并将其储存在叶片、树干、根系和土壤中。物候往往受环境条件影响，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，怎样才能在短时间内深入了解红树林的物候呢？卫星影像正好派上用场。
我们如何利用卫星研究红树林物候
卫星是研究森林健康状况、面积和物候变化的绝佳工具。有些卫星数十年来一直在拍摄地球，让我们得以回看30年甚至更早以前红树林的状况。
你可以把卫星图像想象成智能手机里的照片图库：一张照片里可以看到许多家庭成员，也能看到大家随着时间成长和“绽放”的过程。对于红树林，我们可以在一张卫星图像中看到不同地区和不同物种，也可以利用过去的图像研究红树林的生命周期。
例如，下方的卫星图像使用了澳大利亚政府“国家地图”网站的数据，显示了1990年至2019年间西澳大利亚州金伯利地区红树林的变化。你可以看到，有些地方的红树林面积缩小了，另一些地方则有所扩大。总体而言，这片红树林的状况似乎相当不错，这在很大程度上得益于该地区的人口相对较少。
我们研究了北领地、昆士兰州和新南威尔士州红树林的卫星图像，并将其与地面采集的数据进行比较，发现并非所有红树林都有相同的生命周期。
例如，许多红树物种每年只长一次新叶，而另一些物种每年会长两次新叶。这些细微却重要的差异将使我们能够追踪气候变化对红树林及其他森林的影响。
气候变化如何影响红树林物候
气候变化正在改变许多森林的物候，导致它们比预期更早开花结果。
科学界目前还无法准确判断气候变化将如何影响红树林物候，但后果可能是灾难性的。如果红树林比预期更早开花或结果，蝙蝠、蜜蜂和鸟类等传粉者可能会挨饿，或迁往其他森林。没有传粉者，红树林可能无法繁殖，最终死亡。
我们研究的下一步是弄清气候变化如何影响红树林的生命周期。为此，我们将使用澳大利亚各地红树林的卫星图像，并纳入温度和降雨数据。
我们认为，气温上升正在延长叶片生长的时间。我们计划将当前数据与20世纪80年代和90年代的卫星图像结合起来研究，以检验这一理论。
卫星监测并非万能
卫星能让我们深入了解红树林的状况。例如，卫星图像记录了一次红树林枯死事件（下图使用澳大利亚政府“国家地图”网站的数据呈现）：2015年至2016年间，卡奔塔利亚湾约有7,400公顷红树林因干旱以及异常偏高的气温和海温而死亡。
但仅靠卫星监测还不够，也无法捕捉到实地观察所能获得的细节。例如，卫星无法捕捉红树林开花或结果的情况，因为花朵往往太小，果实也常常难以辨认。此外，卫星无法记录树冠下发生的事情。
我们也必须认识到实地研究人员所做的工作。地面数据使我们能够验证或确认卫星图像中的信息。当我们发现一些红树林每年长两次叶子时，便利用实地数据验证了这一观察结果，并向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，以及森林如何应对气候变化至关重要。
