泰國北部楠府的森林被農耕“蠶食”。受訪者供圖
“熱帶森林相當于‘地球之肺’。近年來人們認為全球毀林在逐步減少，但這是一種錯覺，我們的研究表明，地球的‘肺病’仍在加重。”南方科技大學環境科學與工程學院副教授曾振中告訴《中國科學報》。
3月1日，《自然—可持續發展》發表曾振中團隊、南方科技大學環境科學與工程學院講席教授鄭春苗團隊和香港大學教授陳驥團隊的研究成果。該研究首次利用多源遙感數據，探究了熱帶森林碳儲量損失的年際變化特征和驅動因子，發現熱帶森林碳儲量損失自21世紀以來呈現倍增趨勢。
鮮有的年際動態研究
“熱帶雨林在全球碳循環中扮演著極其重要的角色。”曾振中解釋說，“同樣面積的森林，熱帶雨林的固碳能力遠超溫帶或寒溫帶森林。”
熱帶森林對全球陸地碳循環和大氣二氧化碳濃度調節具有重要影響，它不僅是巨大的碳庫（儲存約250PgC的生物量碳；1PgC=1015gC，即10億噸碳），還能通過光合作用固定大量的二氧化碳。
近年來，極端氣候事件和人類活動影響不僅減弱了熱帶森林固碳能力，而且造成了大量的碳儲量損失。目前已有研究多集中于森林碳儲量損失的量級，鮮有研究報道森林碳儲量損失年際動態。
“陸地碳源/碳匯是全球碳循環中不確定性最高的一部分，準確評估森林碳儲量損失的年際變化能夠為全球碳循環估算提供更精確的依據。”該論文第一作者、南方科技大學與香港大學聯合培養的博士生馮禹對《中國科學報》說，“我們基于高分辨率遙感觀測產品，結合分層隨機采樣方法，計算了熱帶地區2001年至2019年森林損失造成的生物量碳和土壤有機碳損失，首次發現熱帶森林碳儲量損失由21世紀初的每年0.97±0.16PgC增加到每年1.99±0.13PgC。”
馮禹解釋說，人類活動每年向大氣中排放的碳超過10PgC，其中30%以上的碳被陸地生態系統吸收。陸地生態系統固碳的主力是熱帶森林，“但最新數據表明，人們對熱帶森林的毀壞不減反增，從2000年到現在，砍伐速率加快了一倍”。
讓數據更精準
2016年，曾振中在美國普林斯頓大學進行博士后研究，他的導師Eric F. Wood教授正好有一個關于泰國北部熱帶毀林方面的研究項目。
項目一開始，曾振中就前往泰國北部楠府進行調研。剛到楠府，他就被眼前的景象“震撼”了。
“站在山脊向下看，漫山遍野，原來資料顯示是森林的地方卻種著玉米。”曾振中補充說，很多地方“地勢特別陡，人在那里都不敢蹲下去”，即使這樣，大片森林依然變成田地。
“這項研究有兩個亮點。”曾振中說，“我們發現熱帶森林被砍伐的速率增加一倍，一是因為我們使用了更高精度的衛星數據，二是用了更精確的計算模型。”
馮禹補充說，以前這方面的研究多采用數百米分辨率的衛星數據。而該研究使用30米分辨率的衛星數據，能對小規模的砍伐和農戶的“蠶食”森林行為進行更為精確的描繪。
此外，該團隊還使用了美國商業公司衛星Planet的高分辨率遙感數據，將分辨率精確到3米至5米，并對毀林后的土地利用情況進行了“目視解譯”。
經過對1TB數據的分析，研究人員發現原有的計算模型存在誤差。團隊用十多天時間，對一幅幅衛星圖片、一張張表格進行人工校正，結合分層隨機采樣方法，最終得出“更加精準的數據”。
毀林在“往高處走”
2016年至2019年，曾振中每年都到熱帶森林地區實地勘察，他和美、法、泰、英等國合作伙伴走遍了非洲、南美洲和東南亞的熱帶雨林地區。
“在我們的認知中，近些年世界各國森林保護力度都在加大，很多研究數據表明森林被砍伐的速率在減緩或基本持平，實際上并非這樣。”曾振中說，“當前全球毀林的熱點已經從中緯度轉移到熱帶，而且出現了一些新特點。一是毀林現象正向高處‘走’，二是砍伐行為更零散、更隱蔽。”
該研究認為，在熱帶森林地區，毀林的主因是農業擴張。在海拔較低的地方，監控和管理難度小些，因此毀林情況有所緩解，但小規模的毀林耕作正逐步向山上蔓延，再加上熱帶森林地區農作有“輪轉農業”（毀林耕種幾年后撂荒，逐步自然形成樹林，然后再被毀）的特點，這增加了傳統遙感方法監測熱帶植被動態的難度。
該研究進一步發現，森林碳儲量損失的82%由農業擴張引起，其中商品驅動的大型農業擴張是南美洲和東南亞森林碳儲量損失的主要原因，而在非洲，主要原因是小型的輪轉農業。
“其中，約70%由農業擴張導致的森林破壞在2020年仍然保持農業用途，證明了農業在熱帶森林破壞中的長期持續性影響。”馮禹說。
2014年《紐約森林宣言》提出，到2020年將全球毀林率降低一半。
“我們的研究表明，目前人類沒有實現這一承諾，這也凸顯了2021年在格拉斯哥舉行的聯合國氣候大會上《關于森林和土地利用的格拉斯哥領導人宣言》的重要性與緊迫性。”曾振中說，“地球只有一個，碳排放不分熱帶還是溫帶，我們對熱帶森林的相關研究亟須加強。”（記者 張雙虎）
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41893-022-00854-3
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