刚果民主共和国东南部米翁波林地中采矿道路与农村居民点周边可达性关联的森林覆盖损失与景观破碎化

《Resources》：Accessibility-Associated Forest-Cover Loss and Fragmentation Around Mining Roads and Rural Settlements in the Miombo Woodlands of Southeastern DR Congo

　　

刚果民主共和国（DR Congo）东南部的米翁波林地（miombo woodlands）正日益暴露于采矿扩张及相关的土地利用变化之下。然而，采矿基础设施、农村居民点与森林覆盖动态之间的空间关联仍缺乏定量研究。研究人员评估了1998至2023年间，位于加丹加铜带快速转型采矿前沿——穆特沙沙领地（Mutshatsha Territory）内一条采矿勘探道路与四个农村居民点周边，沿可达性梯度变化的长期森林覆盖变化与破碎化。基于六期Landsat观测数据，在Google Earth Engine中采用随机森林（Random Forest）分类重建土地覆盖动态；利用景观指数（landscape metrics）量化森林组成与配置变化，并通过基于距离的分析评估可达性梯度上的空间格局。森林覆盖从1998年的39.9%降至2023年的12.5%，对应年均森林覆盖损失率2.75%，同时农业与建设用地/裸土类显著扩张。森林破碎化加剧，表现为斑块细分增加、大森林斑块优势度与凝聚度下降。在控制年份后，森林覆盖随距采矿道路距离增加而总体上升，表明存在显著的可达性关联空间梯度。线性回归显示森林覆盖与道路距离梯度呈强统计关联（R2=0.71–0.94），与村庄距离关系的R2最高达0.80；这些R2仅表示拟合空间关系所解释的方差比例，不应解读为可达性的因果效应。森林覆盖格局在村庄间与年份间亦存在差异，说明可达性关联梯度存在于更宽泛的时空与景观动态背景中。总体而言，结果揭示了与采矿基础设施及居民点周边可达性梯度空间相关的显著森林覆盖损失与景观重组，支持在保护地与用地规划中关注剩余森林斑块、景观连通性及超出基础设施直接 footprint 的可达性格局。

研究背景方面，热带森林正因农业、基建、城市扩张与采矿业加速转型，其中采矿对热带林损失的间接影响（尤其经道路与居民点扩张）常远超矿界直接占用。撒哈拉以南非洲的米翁波林地作为最大热带干旱林生态系统，在刚果（金）东南部提供关键生态服务，但采矿前沿扩张、道路建设与居民点增长使其面临农业侵占、薪柴采伐与破碎化压力。既有加丹加铜带研究多聚焦区域尺度覆盖动态，缺乏针对“道路—居民点可达性梯度如何空间组织森林损失与破碎化”的定量证据，故研究人员在穆特沙沙领地整合多时相遥感、景观生态学方法与可达性分析以填补此空白。

该研究发表于《Resources》。研究人员以穆特沙沙领地（约616 km²）为对象，选取1998、2002、2007、2013、2017、2023年六期旱季Landsat 5 TM与Landsat 8 OLI/TIRS地表反射率影像，通过Google Earth Engine median合成与QA_PIXEL掩膜预处理，依据2023年185个GPS实地点及历史影像回溯解译构建训练/验证样本，采用随机森林（500棵树）分六类（森林、疏林草原、草甸湿地、农田、建设用地/裸土、水体）分类；以PLAND、转移矩阵、PD、ED、LPI、Patch Cohesion、分形维数D_f、干扰指数U量化组成与配置；沿村庄1–3 km缓冲区、道路0–7 km双侧缓冲带及17个约1.01 km道路分段计算森林PLAND，用RCBD框架ANOVA/Kruskal–Wallis与线性混合模型检验时空与距离效应，并以线性回归报R²。样本队列来自上述六期影像与四村（Kanzenze、Kamoa、Mulomba、Mpwita）及17.2 km勘探路周边地理单元。

研究结果部分，3.1节景观组成动态显示：森林由39.92%降至12.50%，草甸湿地成主导基质，农田增七倍以上、建设用地/裸土增约十倍；年均毁林率2.75%，1998–2002负向（再生），2002后持续加速至2017–2023的8.89%；U由1.49升至5.12，D_f由1.36降至1.29；森林PD上升、LPI与Cohesion下降，表明斑块细分且连通性减弱。3.2节村庄周边梯度：四村森林均剧减，但缓冲距离效应不显著（Kruskal–Wallis p=0.350），时序为主因；Mpwita留存最高（2023年2–3 km缓冲42–52%），Kamoa与Kanzenze近归零；村间差异极显著（p<0.001），村×年交互显著，证明损失由时序主导且村际异质。3.3节道路走廊梯度：单独距离不显著，控年后道路距离极显著（F=14.89, p<0.001），森林覆盖从1 km处59%单调增至7 km处69%；2017–2023近路带年损-7.8%远高于5 km处-1.1%；沿17分段空间位置显著（p<0.001），毁林前沿由近端A–B段2007年前已清零逐步推至2023年G段，远端H–Q段同期亦减半，证明线状可达性梯度与前沿推进。

讨论部分指出，森林损失是采矿前沿下基建、人口、农业、炭薪多重压力累积而非单纯采矿占用；道路距离效应在控制强时间趋势后才显现，说明可达性梯度是嵌入广域转型中的空间组织方式而非独立因果；村庄作为节点与道路共同定义可达性网络，火灾与可达性可能协同抑制再生。结论部分译文如下：本研究显示1998–2023年刚果（金）东南部米翁波景观经历显著转型，森林覆盖由39.9%降至12.5%，农田与开放植被扩张，伴随斑块细分、大斑块优势度与凝聚度下降；可达性分析揭示森林覆盖与采矿勘探路及居民点距离呈强空间关联，控年后道路距离效应显著，但作为观测性研究不可解读为道路或村庄独立致损，而应理解为采矿开发、农业、人口增长、炭薪采伐等交互压力下沿可达性梯度空间组织的损失与破碎化。这意味着采矿前沿转型超出开采直接占用而沿更广可达性梯度结构化；保护规划须超越矿址本身，将通道与扩张居民点纳入，优先保护大斑块与连通性、限制无序通路扩张，并把可达性梯度与连通性写入国土规划。研究为快速转型米翁波景观提供了可达性与长期覆盖/配置变化的空间显式评估，并指出未来需融合地形、人口、农业、火灾与采矿强度变量以析因支撑保护决策。