مجموعة بيانات التغيرات العالمية في الغابات

مجموعة بيانات التغير العالمي للغابات ، والمعروفة أيضًا باسم هانسن للتغير العالمي للغابات أو ببساطة التغير العالمي للغابات ، هي مجموعة بيانات عالمية للاستشعار عن بُعد تُعنى بمدى الغطاء الشجري وتغيراته، وقد أنتجها باحثون من جامعة ميريلاند بالتعاون مع جهات أخرى. وهي مستمدة من تحليل السلاسل الزمنية لبرنامج لاندسات ، وتوفر تغطية شبه عالمية بدقة تقارب 30 مترًا لكل بكسل . يغطي الإصدار المُحدّث الفترة من 2000 إلى 2024، ويتضمن طبقات لغطاء مظلة الأشجار في عام 2000، وفقدان الغطاء الشجري السنوي وسنة الفقدان، والزيادة التراكمية في الغطاء الشجري للفترة من 2000 إلى 2012، وصورًا مرجعية مركبة من أول وآخر سنة متاحة، بالإضافة إلى قناع بيانات.

وُصفت مجموعة البيانات لأول مرة في ورقة بحثية نُشرت عام 2013 في مجلة ساينس ، وقد أُنشئت لتوفير سجل سنوي عالمي متسق لتغيرات الغطاء الشجري باستخدام منهجية واحدة. أشارت الدراسة الأولية إلى فقدان 2.3 مليون كيلومتر مربع من الغطاء الشجري، وزيادة 0.8 مليون كيلومتر مربع منه بين عامي 2000 و2012، ووجدت تزايدًا في الفقدان في المناطق الاستوائية على الرغم من الانخفاضات في مناطق أخرى. اعتمد تطويرها على فتح أرشيف لاندسات والحوسبة السحابية ، مما سمح للمنتج بالتطور من منشور لمرة واحدة إلى سلسلة بيانات مُحدثة باستمرار.

أصبحت مجموعة البيانات هذه مستخدمة على نطاق واسع في رصد الغابات وحفظها والمساءلة البيئية وإعداد التقارير الوطنية. وقد وسّعت نطاق الوصول إلى بيانات التغيرات في الغابات عالية الدقة لتشمل جهات أخرى غير وكالات رسم الخرائط المتخصصة، وأصبحت مدخلاً مهماً لمنصات لاحقة مثل مرصد الغابات العالمي .

وقد أُثير جدلٌ حول تفسير هذه البيانات. فبما أنها تقيس التغيرات البيوفيزيائية في الغطاء الشجري بدلاً من تغيرات استخدام الأراضي، فإن الخسائر المُسجلة قد تعكس عمليات الحصاد، أو دورات زراعة الأشجار، أو الحرائق، أو العواصف، أو الآفات، أو التحويل الدائم إلى استخدام آخر للأراضي. وقد جادل النقاد بعد وقت قصير من نشرها بأنها قد تُشوش التمييز بين الغابات الطبيعية والمزارع، بينما وجدت دراسات التحقق اللاحقة أن عتبات الغطاء الشجري الافتراضية غالباً ما تتطلب معايرة قبل أن تُستخدم البيانات بشكل موثوق في الإحصاءات الوطنية أو كمؤشر على إزالة الغابات .

تناولت مجموعة البيانات مشكلةً مزمنةً في رصد الغابات عالميًا: إذ كان لتغير الغابات تأثيرٌ بالغٌ على المناخ والتنوع البيولوجي وإدارة استخدام الأراضي ، إلا أن القياسات الحالية كانت غالبًا غير متسقة بين الدول، وغير دقيقة بما يكفي لإجراء تحليلٍ سنويٍّ مقارن. شرع ماثيو هانسن وزملاؤه في إنتاج سجلٍّ عالميٍّ موحّدٍ من صور لاندسات باستخدام منهجيةٍ واحدةٍ وتعريفٍ مشتركٍ لتغير الغطاء الشجري. حللت الدراسة الناتجة، التي أُجريت عام 2013، 654,000 صورةً من صور لاندسات، تمثل 143 مليار بكسل، لرسم خرائط التغيرات بين عامي 2000 و2012. وقد رصدت الدراسة خسائر ومكاسب إجمالية، فضلًا عن تبايناتٍ إقليميةٍ واضحة، بما في ذلك انخفاض إزالة الغابات في البرازيل ، وارتفاع حاد في الخسائر في إندونيسيا ، وأنماط مكثفة من الحصاد وإعادة النمو في أجزاء من جنوب شرق الولايات المتحدة . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

كان فتح أرشيف لاندسات شرطًا أساسيًا، إذ أتاح إجراء تحليل منهجي للصور على مستوى العالم دون تكلفة بيانات مباشرة. طوّر باحثون في جامعة ميريلاند النماذج المستخدمة لمعالجة الصور وتوصيفها، بينما مكّنت المعالجة السحابية بواسطة محرك جوجل إيرث من إعادة إنتاج تلك النماذج على نطاق كوكبي. بفضل هذه البنية التحتية، اختُزلت مهمة معالجة كانت تستغرق سنوات إلى أيام. في ذلك الوقت، كانت العديد من منتجات الغطاء الأرضي والغابات العالمية تتمتع بدقة مكانية تتراوح بين 250 و300 متر، لذا مثّلت مجموعة البيانات الجديدة زيادة كبيرة في التفاصيل، فضلًا عن تحسين كبير في إمكانية المقارنة بين الدول. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

أعقب النشر العلمي الأولي عرضٌ تجريبيٌّ عامٌّ عبر الإنترنت وخدمة تنزيلٍ تُمكّن المستخدمين من استكشاف الخرائط مباشرةً. تطوّر موقع العرض التجريبي لعام 2013 من نطاقٍ زمنيٍّ ثابتٍ (2000-2012) كما هو موضح في الورقة البحثية، إلى منتجٍ مُستدامٍ ضمن منظومة تحليل واكتشاف الأراضي العالمية، مع إصداراتٍ لاحقةٍ تُوسّع نطاق رصد الخسائر السنوية لتتجاوز فترة الدراسة الأصلية. يُدرج الكتالوج الرسمي الحالي الإصدار المُستدام على أنه الإصدار 1.12، ويُغطي الفترة من 2000 إلى 2024. كما يُشير إلى استمرار تحديث بيانات الخسائر السنوية، بينما تبقى بيانات المكاسب تراكميةً فقط للفترة من 2000 إلى 2012. هذا التحوّل من دراسةٍ رائدةٍ إلى منتج بياناتٍ مُحدّثٍ بانتظامٍ جعل من مشروع "التغيّر العالمي للغابات" مجموعة بياناتٍ مرجعيةً طويلة الأمد لأنظمة رصد الغابات وتحليلاتها اللاحقة. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

يُصنَّف المنتج المُحدَّث على هيئة طبقات نقطية تصف الغطاء الشجري الأساسي، والتغيرات الحاصلة، والصور السياقية. treecover2000تُسجِّل الطبقة نسبة إغلاق مظلة الغطاء النباتي الذي يزيد ارتفاعه عن خمسة أمتار في عام 2000، وذلك على مقياس من 0 إلى 100. lossكما تُسجِّل الطبقة ما إذا كان قد تم رصد فقدان للغطاء الشجري خلال فترة الدراسة، lossyearوتُحدِّد السنة الأولى التي تم فيها رصد هذا الفقدان. gainتُسجِّل الطبقة الزيادة التراكمية في الغطاء الشجري، ولكن فقط للفترة من 2000 إلى 2012، لذا يجمع المنتج المُحدَّث سجلًا سنويًا للفقدان مع طبقة للزيادة مُثبَّتة على الفترة الأصلية. datamaskوتُميِّز طبقة أخرى سطح الأرض المُرسم عن المسطحات المائية الدائمة والمناطق التي لا تتوفر عنها بيانات. ^{[ 5 ]}

تتوفر الإحصاءات القطرية القابلة للتنزيل عند عدة عتبات دنيا لتغطية الغطاء النباتي، وتتغير المجاميع العالمية المستمدة من تلك الجداول بشكل كبير اعتمادًا على العتبة المختارة. ^{[ 6 ]}

تتضمن مجموعة البيانات أيضًا صورًا مرجعية مركبة تُعرف عادةً باسم firstو last. وهي صور مركبة متعددة الأطياف من أول وآخر سنة متاحة، باستخدام نطاقات لاندسات في نطاقات الأحمر والأشعة تحت الحمراء القريبة والأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة . في الإصدار الحالي، lossyearيتم ترميز من 1 إلى 24، ما يتوافق مع الخسائر التي تم رصدها بشكل أساسي في السنوات التقويمية من 2001 إلى 2024، بينما يشير 0 إلى عدم وجود خسائر مُسجلة. يبلغ حجم البكسل الاسمي لكل نطاق 30.92 مترًا. تُمكّن هذه الطبقات المستخدمين من مقارنة غطاء المظلة الأساسي، وتوقيت الخسائر المرصودة، والصور التمثيلية من بداية ونهاية فترة الرصد. ^{[ 7 ] [ 5 ]}

يعتمد هذا المنتج على تحليل السلاسل الزمنية لبيانات صور الأقمار الصناعية لاندسات، بدلاً من مجرد مقارنة الصور قبل وبعد. في الدراسة الأصلية، عُرّف الغطاء الشجري بأنه جميع النباتات التي يزيد ارتفاعها عن خمسة أمتار، وعُرّف فقدان الغابات بأنه اضطراب استبدال الأشجار أو التحول من غابة إلى حالة غير غابية، وعُرّف اكتساب الغابات بأنه التحول المعاكس. وقد سمح هذا بتطبيق نفس المنطق التحليلي عالميًا بدلاً من الاعتماد على أنظمة تصنيف وطنية منفصلة. ^{[ 1 ]}

تستخدم النسخة المُحدَّثة صورًا مُرَكَّبة من بيانات لاندسات، خضعت لتقييم الجودة، لتوصيف كلٍّ من الغطاء النباتي الأساسي والتغيرات اللاحقة. وتُعدّ طبقات الصور المرجعية عبارة عن صور مركبة متوسطة مُستخلصة من أول وآخر سنة مُتاحة، مُجمَّعة من بيانات موسم النمو، بدلاً من مشاهد عشوائية من تاريخ واحد. يُساعد هذا التصميم على تقليل تأثير السحب، ويجعل طبقات التغيرات قابلة للتفسير بالاستناد إلى صور أساسية وصور نهائية تمثيلية. ^{[ 5 ] [ 7 ]}

من الناحية المنهجية، يتميز هذا المنتج بقدرة أكبر على رصد الإزالة المفاجئة للغطاء النباتي مقارنةً بالنمو التدريجي. تسجل طبقة الفقدان السنوية أول حدث فقدان تم رصده بعد عام 2000 لكل بكسل، وهو ما يناسب اضطراب استبدال الأشجار، ولكنه يجعل ترميز الأحداث الأقل شدة أو المتكررة أكثر صعوبة. في المقابل، يظل النمو طبقة تراكمية للفترة 2000-2012 بدلاً من سلسلة سنوية، مما يعكس الصعوبة الأكبر في رسم خرائط إعادة النمو التدريجي بشكل متسق على نطاق عالمي. ^{[ 5 ] [ 8 ]}

من أهم نتائج هذه المنهجية أن المنتج يقيس ديناميكيات الغطاء الشجري البيوفيزيائية بدلاً من تصنيفات الغابات القانونية أو الإدارية. يشمل الغطاء الشجري في هذا الإطار الغابات الطبيعية، والغابات المزروعة، ومزارع الألياف الخشبية، والأشجار المثمرة، وأنظمة الحراجة الزراعية، والغطاء الشجري الحضري. لهذا السبب، غالباً ما تجمع التحليلات اللاحقة بين بيانات التغير العالمي للغابات وطبقات إضافية تتعلق باستخدام الأراضي، والغابات الأولية، ومخزونات الكربون، أو حالة المناطق المحمية، وذلك عند محاولة عزل ظواهر أضيق نطاقاً، مثل فقدان الغابات الأولية أو إزالة الغابات التقريبية، بشكل أدق. ^{[ 8 ] [ 7 ]}

بعد أن وصف المنشور الأصلي نتائج الفترة 2000-2012، استمر المنتج كمجموعة بيانات مُحدَّثة باستمرار بدلاً من كونه مُلحقًا ثابتًا لورقة بحثية نُشرت عام 2013. وقد وسّعت الإصدارات اللاحقة نطاق رصد الخسائر السنوية ليشمل فترات زمنية تتجاوز الفترة الأصلية، والإصدار الرسمي الحالي هو الإصدار 1.12، الذي يغطي الفترة 2000-2024. وبالتالي، فقد تطور المنتج من مجموعة خرائط استرجاعية لمرة واحدة إلى سلسلة بيانات تُحدَّث بانتظام، ولكن لم تتطور جميع طبقاته بالتوازي: فقد امتدت الخسائر السنوية حتى عام 2024، بينما بقيت طبقة المكاسب تراكمية فقط للفترة 2000-2012. كما يعكس الإصدار المُحدَّث باستمرار التغييرات المنهجية التي طرأت بمرور الوقت، بما في ذلك إعادة المعالجة بدءًا من عام 2011، وتحذر الوثائق الرسمية من ضرورة توخي الحذر عند مقارنة الأجزاء القديمة والجديدة من السجل. ^{[ 9 ] [ 5 ]}

بتجميع إحصاءات البلدان والأقاليم القابلة للتنزيل عند العتبة 0، دون تحديد حد أدنى لغطاء الأشجار، نحصل على سلسلة بيانات سنوية عالمية ثابتة لفقدان غطاء الأشجار للفترة 2001-2024. وبناءً على ذلك، يصل إجمالي فقدان غطاء الأشجار العالمي إلى حوالي 6.13 مليون كيلومتر مربع ^بحلول عام 2024؛ أما للفترة 2001-2012، فإن التجميع نفسه يعطي حوالي 2.36 مليون كيلومتر مربع ^، وهو رقم قريب من الرقم الرئيسي البالغ 2.3 مليون كيلومتر مربع ^الذي ورد في الورقة البحثية الأصلية لعام 2013. ^{[ 1 ] [ 6 ]}

تُوزَّع مجموعة البيانات عبر كتالوج محرك جوجل إيرث، وخدمة تنزيل مخصصة، وعارض ويب GLAD لاستكشاف الخرائط. كما يُعاد استخدامها في منصات رصد الغابات اللاحقة: تُنشر طبقات فقدان الغطاء الشجري السنوية المُستمدة من مجموعة البيانات عبر خريطة Global Forest Watch التفاعلية وبوابة البيانات المفتوحة، وتُعتبر التحديثات السنوية لمجموعة البيانات بشأن فقدان الغطاء الشجري واكتسابه مدخلاً أساسياً لمراجعة الغابات العالمية. ^{[ 10 ] [ 9 ] [ 6 ] [ 8 ]}

• 
  بورنيو
• 
  جزء من منطقة الأمازون البرازيلية
• 
  جزء من جنوب شرق الولايات المتحدة
• 
  منطقة جمهورية الكونغو

يُعدّ مشروع مراقبة الغابات العالمية منصةً شاملةً لرصد الغابات، تجمع بين العديد من الطبقات الجغرافية المكانية، بينما يُعتبر مشروع التغير العالمي للغابات أحد مدخلاته الأساسية، وليس مرادفًا للمنصة نفسها. عمليًا، غالبًا ما يُتاح الوصول إلى مجموعة البيانات من خلال مشروع مراقبة الغابات العالمية ومراجعة الغابات العالمية، بدلًا من تحميلها بشكل مستقل. تصف مراجعة الغابات العالمية الخريطة العالمية لتغير الغطاء الشجري بدقة 30 مترًا بأنها مجموعة البيانات الأساسية التي تُبنى عليها معظم تحليلاتها، وتعتمد صفحات منهجياتها بشكل كبير على البيانات الجغرافية المكانية المُقدمة من خلال مشروع مراقبة الغابات العالمية. في هذا السياق، يُفضّل عمومًا استخدام مصطلح " فقدان الغطاء الشجري" الأكثر حيادية عند وصف مجموعة البيانات نفسها، بينما يُستخدم مصطلح "إزالة الغابات" عادةً في الحالات التي تدعم فيها معلومات إضافية استنتاجًا بوجود تحويل دائم للأراضي إلى استخدام آخر بفعل الإنسان. ^{[ 11 ] [ 8 ] [ 6 ] [ 7 ]}

تتوفر أيضًا إحصاءات قطرية قابلة للتنزيل ذات صلة بفقدان الغابات الاستوائية الرطبة الأولية وانبعاثات الكربون من الغابات، وهي مؤشرات أضيق نطاقًا أو أكثر اشتقاقًا من النطاقات الأصلية للإصدار الأساسي لتقرير التغير العالمي للغابات . ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 5 ]}

إلى جانب أهميتها المنهجية، غيّرت مجموعة البيانات هذه الجهات التي يمكنها المشاركة في رصد تغيرات الغطاء الشجري. فمن خلال إتاحة بيانات عالمية عالية الدقة للعموم، ساهمت في تحويل الإشراف على الغابات من مهمة تهيمن عليها وكالات رسم الخرائط المتخصصة إلى مهمة مشتركة بين الباحثين والناشطين والشركات والمنظمات غير الحكومية والمسؤولين الحكوميين. وقد أشادت بعض الدراسات بهذه البيانات لدورها في إرساء حقبة جديدة من رصد الغابات، حيث أصبح بالإمكان تجميع أدلة قابلة للمقارنة بسرعة كافية لإثراء التدقيق العام والتدخل العملي، بدلاً من الاقتصار على التحليل الأكاديمي بأثر رجعي. ^{[ 14 ]}

في التطبيق العملي، دعمت مجموعة البيانات وأنظمة الإنذار المشتقة منها رصد الاستجابة السريعة لقطع الأشجار غير القانوني والتعدين وغير ذلك من التعديات على الغابات. استُخدمت تنبيهات لاندسات، المبنية على نفس النهج التحليلي، لتحديد الطرق الجديدة والمساحات الصغيرة المفتوحة في بيرو وجمهورية الكونغو وكاليمانتان ، مما مكّن مديري الأراضي ومنظمات المجتمع المدني والشركات التي تسعى للحد من فقدان الغابات في سلاسل التوريد الخاصة بها من الاستجابة بشكل أسرع. لم يقتصر الأثر الأوسع على الجانب التقني فحسب، بل ساهم أيضًا، من خلال إتاحة أدلة جديدة على فقدان الغطاء الشجري لجمهور أوسع، في تعزيز جهود المساءلة في الأماكن التي كانت فيها المعلومات الرسمية متأخرة أو مجزأة أو يصعب الوصول إليها. ^{[ 15 ] [ 14 ]}

على الصعيد الوطني، أظهرت التقييمات أن مجموعة البيانات هذه قد تكون مفيدة لأنظمة رصد الغابات الوطنية والتقارير ذات الصلة، ولكن فقط عند معايرتها وفقًا للظروف المحلية ومقارنتها ببيانات مرجعية مستقلة. في غيانا ، وجد الباحثون أن عتبة الغطاء الشجري الافتراضية البالغة 30% تبالغ في تقدير مساحة الغابات مقارنةً بالنظام الوطني، بينما أدت عتبة أعلى بكثير إلى تطابق أدق. بعد هذه المعايرة، قدمت مجموعة البيانات تقريبًا أوليًا جيدًا لفقدان الغطاء الشجري، لكن خلص الباحثون إلى أنه في البلدان ذات الغابات الكثيفة ومعدلات إزالة الغابات المنخفضة، لا ينبغي اعتبارها أداة تدقيق سنوية دقيقة دون بيانات مرجعية عالية الجودة. وقد جعل هذا منها مدخلًا قيّمًا لسير عمل الرصد والإبلاغ الوطني، مع التأكيد أيضًا على أنه من الأفضل استخدامها بالتزامن مع أساليب مُعتمدة محليًا بدلًا من كونها بديلًا مباشرًا للإحصاءات الوطنية. ^{[ 16 ]}

تؤكد الإرشادات الرسمية أن مجموعة البيانات عبارة عن خريطة لديناميكيات الغطاء الشجري، وليست خريطة شاملة لحالة الغابات أو استخدامات الأراضي. فليس كل غطاء شجري غابة، وليس كل فقدان للغطاء الشجري إزالة للغابات، كما أن الغطاء الشجري نفسه وصف أحادي البعد للغابة، ويصعب رصد زيادة الغطاء الشجري مقارنةً بفقدانه لأنه تدريجي وليس مفاجئًا. وتعني هذه الاختلافات أيضًا أنه لا يمكن ببساطة طرح طبقتي الفقدان والزيادة للحصول على مقياس موثوق للتغير الصافي في الغابات. ويمكن أن تظهر أنواع عديدة من اضطرابات الغطاء الشجري في المنتج كتغير في الغطاء الشجري. فالحرائق والعواصف والآفات والإدارة المستدامة للغابات والحصاد الدوري كلها عوامل يمكن أن تُسجل كتغير، وهو أمر مفيد عند الرغبة في رصد اضطرابات الغطاء الشجري على نطاق واسع، ولكنه قد يكون مضللًا عند استخدام البيانات كبديل مباشر للتحويل الدائم للغابات بفعل الإنسان. ^{[ 8 ] [ 7 ] [ 3 ]}

ظهرت الانتقادات بعد فترة وجيزة من النشر. فقد أشار تعليق نُشر عام ٢٠١٤ إلى أن المنتج لم يُميّز بشكل كافٍ بين الغابات الاستوائية والمزارع وحتى بعض المحاصيل العشبية، مما قد يُقلل بشكل كبير من تقدير فقدان الغابات ويُحدّ من قيمة مجموعة البيانات في اتخاذ القرارات السياسية المحلية. وردّ المؤلفون الأصليون بأن هذا النقد يعكس جزئيًا سوء فهم لتعريف الغابات في المنتج وآلية التحقق من صحتها، وأكدوا أن مجموعة البيانات تكون أكثر إفادة عند دمجها مع طبقات إضافية مثل نوع الغابة ومخزون الكربون وحالة المناطق المحمية. ^{[ ١٧ ] [ ١٨ ]}

أكدت دراسات التحقق اللاحقة على المستوى الوطني ضرورة معايرة البيانات وفقًا للتعريفات المحلية. ففي الغابون ، وجد الباحثون أن عتبة الغطاء الشجري الافتراضية البالغة 30% تُبالغ بشكل واضح في تقدير نسبة الغابات، بينما أنتجت عتبة 70%، بالإضافة إلى فلتر الحد الأدنى للمساحة، تقديرات أقرب بكثير إلى الخريطة الوطنية. وفي غيانا، بالغت عتبة 30% الافتراضية في تقدير مساحة الغابات بنحو 483,000 هكتار، أي 18.15%، في حين أن عتبة 94% كانت أقرب بكثير إلى مجموعة بيانات الرصد والإبلاغ والتحقق الوطنية. وخلصت كلتا الدراستين إلى أن المنتج يمكن أن يدعم إعداد التقارير الوطنية، ولكن فقط عند تعديله وفقًا للتعريفات المحلية والتحقق منه مقابل بيانات مرجعية مستقلة، بدلاً من استخدامه كبديل مباشر للإحصاءات الوطنية. ^{[ 19 ] [ 16 ]}

كشفت دراسة أجريت عام 2022، ركزت على مجمعات المناطق المحمية في الأمازون، عن مصادر أكثر تحديدًا للاختلاف. فقد حددت الدراسة وحدات البكسل المختلطة، والاختلاف حول الغطاء الأرضي الأساسي، وعدم رصد الزيادة في مساحة الغابات، والغابات الثانوية، وقضايا النطاق الزمني، باعتبارها الفئات الرئيسية لعدم التطابق بين مجموعة البيانات وخرائط المقارنة التي أعدها الباحثون. وكانت وحدات البكسل المختلطة أكبر مصدر منفرد للاختلاف، وجادل الباحثون بأن المعالجة المحدودة لإعادة النمو بعد عام 2012 والالتباس حول الغابات الثانوية قد يتسببان في تصنيف بعض المناطق المتجددة أو المغطاة جزئيًا بالغابات على أنها مناطق مُزالة منها الغابات. وخلصوا إلى أن مجموعة البيانات تميل إلى المبالغة في تقدير إزالة الغابات في دراسات الحالة التي أجروها، بينما تميل خرائط المقارنة إلى التقليل من شأنها، مما يشير إلى أن المعدلات الأكثر ترجيحًا تقع بين المعدلات المُقدمة من كلا المصدرين. ^{[ 20 ]}

• مدخل كتالوج محرك جوجل إيرث
• صفحة تنزيل البيانات
• عارض الويب GLAD