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热带湿润森林自然再生的年龄分布格局及其对全球恢复目标的启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月21日 来源:Nature Ecology & Evolution 14.1
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本研究通过1990-2023年高分辨率森林覆盖数据,首次绘制了全球热带湿润森林(TMF)自然再生的年龄分布图谱。研究发现全球仅6%(3 Mha)再生林≥20年,而52%为≤5年的高风险年轻林,其碳汇潜力达3 GtC(至2050年)。研究揭示了森林景观完整性(FLII)和低砍伐率是再生林长期存续的关键预测因子,为《全球生物多样性框架》和"波恩挑战"等国际倡议提供了空间优化策略。
热带森林的自然再生被视为应对气候变化和生物多样性丧失的双赢策略,但长期以来,人们对这些再生森林的年龄结构及其长期存续能力缺乏系统性认知。随着《联合国生态系统恢复十年》和"波恩挑战"等国际倡议的推进,明确哪些区域的再生森林能够持续发展为成熟生态系统,成为实现350 Mha(百万公顷)恢复目标的关键科学问题。
英国谢菲尔德大学的Christopher G. Bousfield和David P. Edwards团队在《Nature Ecology & Evolution》发表的研究,首次利用30米分辨率卫星数据(1990-2023)绘制了全球热带湿润森林(Tropical Moist Forest, TMF)的再生年龄图谱。研究发现全球51 Mha再生林中,仅3 Mha能存活≥20年,这些"高龄"再生林主要分布在亚马逊流域、中美洲和婆罗洲等生物多样性热点区域。令人担忧的是,52%的再生林年龄≤5年,正处于"生长-砍伐"的循环中,其碳储量仅能达到原始林的20%。
研究采用三项关键技术:1)基于Landsat的TMF年度变化数据集(1990-2023)追踪每个30m像素的森林覆盖动态;2)随机森林模型分析32个环境与社会经济变量对再生林年龄的预测作用;3)整合FLII指数和碳积累模型评估保护潜力。通过对比MapBiomas巴西数据验证了方法的可靠性(R2=0.37-0.49)。
年龄分布揭示区域差异
分析显示美洲拥有63%的≥20年再生林,显著高于其全球再生林面积占比(42%)。哥斯达黎加因1996年《森林法》使高龄再生林达预期值的3.7倍,而西非因轮耕制度导致高龄林不足预期1/10。温度季节性(Temperature Seasonality)与再生林年龄呈非线性关系,中等季节性地带最有利森林持续再生。
景观完整性决定存续命运
随机森林模型表明,FLII指数和周边森林覆盖率是预测再生林年龄的最强因子。在FLII>0.8的高完整性景观中,再生林平均年龄比低完整性区域(FLII<0.2)高8.4年。这印证了巴西大西洋森林的研究:距现存森林每增加1km,再生林被砍伐概率上升17%。
政策失灵与转型机遇
当前REDD+机制将<10年再生林排除在碳交易之外,导致其经济价值难以抵消农业转换的边际收益。研究估算若保护所有年轻再生林25年,可封存3 GtC(相当于全球年排放量的1/3)。巴西《森林法》对≥10年再生林的保护使大西洋森林成为成功案例,而亚马逊牛肉禁令却意外导致再生林砍伐率激增280%。
这项研究为全球恢复战略提供了关键蓝图:首先应重点保护现存≥20年再生林,其生物量已达原始林的85%;其次在FLII>0.6的区域推行辅助自然再生(Assisted Natural Regeneration, ANR),比人工造林成本低6-8倍;最后需改革碳认证体系,建立覆盖短期再生林的融资机制。正如作者强调,只有将再生林从"短暂生态系统"转化为持久碳汇,才能实现《巴黎协定》的1.5℃目标。
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