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撰文 | 梁 佳
责编 | 夏志坚
当前世界气候变化已经使全球生态环境接近崩溃的边缘，若超过全球环境阈值人类经济社会将和生态系统一起遭受到严重破坏 [1]。为控制气候变化造成的破坏影响，人类必须保护和重建区域生态系统 [2]。国际社会公认覆盖地球陆地近1/3的森林在应对气候变化方面起着重要的作用，并倡议通过重新造林、可持续森林管理和减少森林砍伐的方式应对气候变化 [3]。但是一个亟待解决的问题是，在何处以何种形式重建森林 [4]？
7月5日出版的《科学》上刊载了苏黎世联邦理工学院克劳瑟实验室（Crowther Lab）一项关于全球树木潜在分布空间的研究 [5]。该研究指出，恢复森林是目前世界上应对气候变化最有效的解决方案，全球仍有美国国土面积大小（9亿公顷）的地区可以恢复成森林，且最多可以固定自工业革命以来产生的2/3的人为碳排放 [5]。
论文的作者之一、克劳瑟实验室的教授 Tom Crowther 表示：“我们都知道恢复森林可以应对气候变化，但没有科学地认识其产生的深远影响。这项研究清楚地表明，森林恢复是当今最好的气候变化解决方案，并且证明投入大量的成本是合理的。如果现在就采取行动，大气中的二氧化碳可以减少多达1/4，达到近一个世纪前的水平。”[6]
世界粮农组织曾估计，全球范围内因森林砍伐和森林退化排放的温室气体占二氧化碳排放总量的11％左右 [7]。政府间气候变化专门委员会（IPCC）的最新特别报告建议，必须增加10亿公顷森林以限制全球变暖 [8]。
实际上，气候变化已对森林系统产生日益明显的影响，例如全球变暖使得森林在全球的分布正向寒冷地区发展，热带地区森林则因为愈发干热的气候正在发生退化[5]。因此，评估未来气候变化将如何影响全球森林分布已经变得迫在眉睫。
传统的森林分布评估方式是通过判断某一地区的树木冠层覆盖度是否达到某一主观划定的标准，将其划分为林地或非林地，例如一个地区的冠层覆盖度如果达到或超过25%则为林地，反之则为非林地 [4]。以往估算全球森林覆盖潜力的研究已经努力将现有植被估计扩展到生物群落或生态区域水平，以期提供全球森林退化的粗略近似值 [5]。但是如此对于森林覆盖率和恢复潜力的评估方式会耗费大量人力物力和时间，不利于开展全球尺度的大规模的评估工作和后续保护重建行动。
此项研究则通过建立全球相片判读数据库，利用机器学习构建了全球森林覆盖潜力模型，描述了当前气候下全球适宜森林生长的可能区域，即当前地球可以供森林自然生长的区域。研究表明，在不影响当前农业和城市区域的前提下，全球森林面积仍可以增加1/3。
研究也预测了环境变化情况下的森林覆盖潜力。由于热带潜在的适宜生长森林的地区面积减少，全球森林总量会比现有水平低，这与当前最新的大部分模型预测结果完全相反。尽管全球变暖会导致低密度森林向更冷的地区扩展，总森林覆盖面积会增加，但是高树木密度的热带雨林会有很大可能在气候变化中持续减少，被热带稀树草原逐步代替，进而导致到2050年的时候，全球潜在森林林冠覆盖面积将减少2.23亿公顷，固碳总量将减少460亿吨。
研究还警告即使全球变暖控制在1.5°C的限值，可用于恢复森林的面积也将在2050年的时候减少五分之一。更糟的是未来土地利用方式的变化会加剧这些结果。鉴于适宜重造森林的土地面积日益减少，目前迫切需要采取行动应对变化中的气候。
“至关重要的是，我们要保护当前存在的森林，寻求其他气候解决方案，并继续逐步淘汰经济中的化石燃料，以避免气候变化的危险后果，”Crowther教授表示 [6]。
尽管有方法带来的不确定性，该研究认为这一基于机器学习的模型仍有强大的预测能力，可以在任何假定的未来气候模式条件下，预测无人干预区域的森林恢复潜力。而且全球相片判读数据库能让描述任何给定环境条件下的森林覆盖潜力变得可行。
圣保罗大学林业科学系的 Robin Chazdon 和 Pedro Brancalion 认为该研究清楚地表明：“我们有短暂的窗口期来恢复全球的森林面积。我们必须采取快速、聪明、整体的全球森林拯救行动。”[4]
参考资料
[1] Steffen, Will, Johan Rockström, and Katherine Richardson et al. 2018. "Trajectories Of The Earth System In The Anthropocene". Proceedings Of The National Academy Of Sciences 115 (33):8252-8259. doi:10.1073/pnas.1810141115.
[2] Griscom, Bronson W., Justin Adams, and Peter W. Ellis et al. 2017. "Natural Climate Solutions". Proceedings Of The National Academy Of Sciences 114 (44): 11645-11650.doi:10.1073/pnas.1710465114.
[3] "应对气候变化：森林为何事关重大". 2019. World Bank.https://www.shihang.org/zh/news/feature/2017/11/12/addressing-climate-change-why-forests-matter.
[4] Chazdon, Robin, and Pedro Brancalion. 2019. "Restoring Forests As A Means To Many Ends: An Urgent Need To Replenish Tree Canopy Cover Calls For Holistic Approaches". SCIENCE 365 (6448): 24-25.doi:10.1126/science.aax9539.
[5] Bastin, Jean-Francois, Yelena Finegold, and Claude Garcia et al. 2019. "The Global Tree Restoration Potential". SCIENCE 365 (6448): 76-79.doi:10.1126/science.aax0848.
[6] Crowther Lab, ETH Zürich. 2019. "Restoration Of Earth’s Forests Could Capture Two-Thirds Of Man-Made Carbon Emissions."
[7] "FAO- 新闻报道: 改善数据收集，释放森林储碳潜力". 2019. Fao.Org. http://www.fao.org/news/story/zh/item/1158652/icode/.
[8] Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2018. "Global Warming Of 1.5 °C".https://www.ipcc.ch/sr15/.
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