Nature等三篇论文：人工智能帮助我们更好地了解和保护森林

由全球森林生物多样性倡议的研究人员推动的《自然》杂志发表的三项主要研究揭示了森林在全球层面上的作用和功能，包括外来入侵、二氧化碳吸收能力和气候变化的可能影响

　　

150多名科学家的协调工作，加上人工智能的大量计算能力，旨在加强我们对森林的了解。主要目标是调查这些生态系统的演变性质，并制定有效的保护措施。这项具有挑战性的研究的结果——由全球森林生物多样性倡议的研究人员推动——已经发表在三篇科学文章中。其中两篇发表在《自然》杂志上，第三篇发表在《自然植物》杂志上。

“通过数百名研究人员的共同努力，科学在了解世界森林生态和强调保护森林的必要性方面取得了重大进展。如果没有超级计算机的计算能力和人工智能，我们将需要几十年的时间和成千上万的劳动力，而这一切都无法获得可靠的估计。博洛尼亚大学生物、地质和环境科学系教授、上述三项研究的合著者罗伯托·卡佐拉·加蒂(Roberto Cazzolla Gatti)说。

外来物种和本地多样性研究人员关注的第一个主题是非本地树木的入侵:这是理解、保护本地生态系统和限制入侵物种传播的重要现象。哪些因素触发和促进了这一过程?

通过分析全球水平的树木数据库，研究人员确定温度和降水是入侵策略的有力预测因素:当非本地物种在极端寒冷或干旱的条件下，它们的环境偏好与本地群落的环境偏好一致时，它们就会有效地入侵一个地区。

然而，还有另一个因素更有利于入侵物种的扩散:人类活动，特别是在管理森林或道路和海港附近的环境中。

“非本地树木对一个地方的入侵不仅由人为因素预测，而且其严重性也由本地多样性决定:更大的多样性降低了入侵的严重性。”我们的重点应该放在保护森林的健康上，而不是在为时已晚的时候与外来物种作斗争。这种积极主动的方法，类似于其他生态系统，将对外来物种的传播和入侵构成更大的挑战，”卡佐拉·加蒂教授说。

如今，我们认识到保护森林在保持其捕获二氧化碳和作为地球碳汇的能力方面的关键作用。然而，森林能够储存的碳的全球潜力是多少?

发表在《自然》杂志上的第二项研究关注的是这一主题，并揭示了目前全球森林碳含量大大低于自然潜力。这一潜力的近61%位于拥有现有森林的地区，在那里，生态系统的保护使它们能够恢复到成熟。相反，剩下的39%位于城市和农业用地之外，而是在森林被砍伐或破碎的地区。

“仅靠森林无法替代大气中二氧化碳排放量的必要减少。然而，我们的研究结果支持这样的观点，即不同森林的保护、恢复和可持续管理可以为实现气候保护和生物多样性的全球目标做出宝贵的贡献。

我们第一次能够证实，尽管存在区域差异，但全球范围内的预测显示出显著的一致性，从地面获得的估计与从卫星获得的估计之间只有12%的差异。因此，森林是地球上主要的碳汇，然而气候和土地利用的人为变化降低了它们的吸收能力，”Cazzolla Gatti教授解释说。

在进行研究和分析的同时，研究人员走得更远。他们试图详细了解影响全球树叶变化的因素，以及树木物种在陆地生态系统中的作用，包括碳、水和营养物质的循环。

因此，研究人员发现，全球常绿和落叶树之间的变化主要是由等温线和土壤特征引起的，而叶子的类型是由温度决定的。特别是，他们的估计显示，世界上38%的树木是常绿的针叶树，29%是阔叶树，27%是阔叶落叶树，5%是针叶树。

“根据未来的温室气体排放，到本世纪末，17%到34%的森林地区可能会经历目前支持不同类型森林的气候条件:多达三分之一的地球绿地可能会经历强烈的气候压力。本研究的结果可以通过量化树木叶片类型和相应生物量的分布来改善对森林生态系统功能和碳循环的预测，确定气候变化将对当前叶片类型施加更大压力的区域。”

文章标题

Native diversity buffers against severity of non-native tree invasions