Amazon deforestation has been measured by remote sensing for three decades. In comparison, selective logging has been mostly invisible to satellites. We developed a large-scale, high-resolution, automated remote-sensing analysis of selective logging in the top five timber-producing states of the Brazilian Amazon. Logged areas ranged from 12,075 to 19,823 square kilometers per year (+/-14%) between 1999 and 2002, equivalent to 60 to 123% of previously reported deforestation area. Up to 1200 square kilometers per year of logging were observed on conservation lands. Each year, 27 million to 50 million cubic meters of wood were extracted, and a gross flux of approximately 0.1 billion metric tons of carbon was destined for release to the atmosphere by logging.

Forest fragmentation results from deforestation and disturbance, with subsequent edge effects extending deep into remaining forest areas. No study has quantified the effects of both deforestation and selective logging, separately and combined, on forest fragmentation and edge effects over large regions. The main objectives of this study were to: (1) quantify the rates and extent of forest fragmentation from deforestation and logging within the Brazilian Amazon, and (2) contextualize the spatio-temporal dynamics of this forest fragmentation through a literature review of potential ecological repercussions of edge creation. Using GIS and remote sensing, we quantified forest fragmentation – defined as both increases in the forest edge-to-area ratio and number of forest fragments – and edge-effected forest occurring from these activities across more than 1.1 million km2 of the Brazilian Amazon from 1999 to 2002. Annually, deforestation and logging generated ∼32,000 and 38,000 km of new forest edge while increasing the edge-to-area ratio of remaining forest by 0.14 and 0.15, respectively. Combined deforestation and logging increased the edge-to-area ratio of remaining forest by 65% over our study period, while generating 5539 and 3383 new forest fragments, respectively. Although we found that 90% of individual forest fragments were smaller than 4 km2, we also found that 50% of the remaining intact forests were located in contiguous forest areas greater than 35,000 km2. We then conducted a literature review documenting 146 edge effects and found that these penetrated to a median distance of 100 m, a distance encompassing 6.4% of all remaining forests in our study region in the year 2002, while 53% of forests were located within two km of an edge. Annually deforestation and logging increased the proportion of edge-forest by 0.8% and 3.1%, respectively. As a result of both activities, the total proportion of edge-forest increased by 2.6% per year, while the proportion within 100-m increased by 0.5%. Over our study period, deforestation resulted in an additional ∼3000 km2 of edge-forest, whereas logging generated ∼20,000 km2, as it extended deep into intact forest areas. These results show the large extent and rapid expansion of previously unquantified soft-edges throughout the Amazon and highlight the need for greater research into their ecological impacts.

The long-term viability of a forest industry in the Amazon region of Brazil depends on the maintenance of adequate timber volume and growth in healthy forests. Using extensive high-resolution satellite analyses, we studied the forest damage caused by recent logging operations and the likelihood that logged forests would be cleared within 4 years after timber harvest. Across 2,030,637 km2 of the Brazilian Amazon from 1999 to 2004, at least 76% of all harvest practices resulted in high levels of canopy damage sufficient to leave forests susceptible to drought and fire. We found that 16+/-1% of selectively logged areas were deforested within 1 year of logging, with a subsequent annual deforestation rate of 5.4% for 4 years after timber harvests. Nearly all logging occurred within 25 km of main roads, and within that area, the probability of deforestation for a logged forest was up to four times greater than for unlogged forests. In combination, our results show that logging in the Brazilian Amazon is dominated by highly damaging operations, often followed rapidly by deforestation decades before forests can recover sufficiently to produce timber for a second harvest. Under the management regimes in effect at the time of our study in the Brazilian Amazon, selective logging would not be sustained.

Disturbance and deforestation have profound ecological and socioeconomic effects on tropical forests, but their diffuse patterns are difficult to detect and quantify at regional scales. We expanded the Carnegie forest damage detection system to show that, between 1999 and 2005, disturbance and deforestation rates throughout the Peruvian Amazon averaged 632 square kilometers per year and 645 square kilometers per year, respectively. However, only 1 to 2% occurred within natural protected areas, indigenous territories contained only 11% of the forest disturbances and 9% of the deforestation, and recent forest concessions effectively protected against clear-cutting. Although the region shows recent increases in disturbance and deforestation rates and leakage into forests surrounding concession areas, land-use policy and remoteness are serving to protect the Peruvian Amazon.