“熱帶森林相當(dāng)于‘地球之肺’，近年來人們有種錯覺，認(rèn)為全球毀林在逐步減少，但我們的研究表明，地球的‘肺炎’仍在加重。”南方科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授曾振中告訴《科學(xué)新聞》。

   3月1日，《自然—可持續(xù)發(fā)展》發(fā)表曾振中團(tuán)隊(duì)、南方科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院講席教授鄭春苗團(tuán)隊(duì)和香港大學(xué)教授陳驥團(tuán)隊(duì)的研究成果。該研究首次利用多源遙感數(shù)據(jù)，探究了熱帶森林碳儲量損失的年際變化特征和驅(qū)動因子，揭示了熱帶森林碳儲量損失自21世紀(jì)以來呈現(xiàn)加倍的增加趨勢。

“肺炎”加劇

   “熱帶雨林在全球碳循環(huán)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(yuǎn)超溫帶或寒溫帶森林。”

   熱帶森林對全球陸地碳循環(huán)和大氣二氧化碳濃度調(diào)節(jié)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，也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(bào)道森林碳儲量損失年際動態(tài)。

   “陸地碳源/碳匯是全球碳循環(huán)中最不確定的一部分，準(zhǔn)確評估森林碳儲量損失的年際變化能夠?yàn)槿蛱佳h(huán)估算提供更為精確的依據(jù)。”該論文第一作者、南方科技大學(xué)與香港大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生馮禹說，“我們基于高分辨率遙感觀測產(chǎn)品，結(jié)合分層隨機(jī)采樣方法，計(jì)算了熱帶地區(qū)2001年至2019年森林損失造成的生物量碳和土壤有機(jī)碳損失，首次發(fā)現(xiàn)熱帶森林碳儲量損失由21世紀(jì)初的每年0.97±0.16PgC增加到最新的每年1.99±0.13PgC。”

   馮禹解釋說，人類活動每年向大氣中排放碳超過10 PgC，其中超過30%以上被陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收。陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳的主力是熱帶森林，“但最新數(shù)據(jù)表明，人們對熱帶森林的毀壞不減反增，從2000年到現(xiàn)在，砍伐速率加快了一倍”。

   該論文審稿人認(rèn)為，這篇論文非常有意義，其研究方法和組織形式合理，研究結(jié)果能加深人們對全球環(huán)境變化的認(rèn)知。

認(rèn)知偏差

   2016年，曾振中在美國普林斯頓大學(xué)進(jìn)行博士后研究，他的導(dǎo)師（Eric F. Wood教授）正好有項(xiàng)關(guān)于泰國北部熱帶毀林方面的研究。

   項(xiàng)目一開始，曾振中就前往泰國北部楠府進(jìn)行調(diào)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(bǔ)充說，考察的車輛順著山脊一路前行，所見之處都是大片不規(guī)則的玉米地。而且很多地方“地勢特別陡，人在那里連蹲都不敢蹲下去”，即使這樣，大片森林依然變成田地。

   “這項(xiàng)研究有兩個(gè)亮點(diǎn)。”曾振中說，“我們發(fā)現(xiàn)熱帶森林被砍伐的速率增加一倍，一是因?yàn)槲覀兪褂昧烁呔鹊男l(wèi)星數(shù)據(jù)，二是用了更精確的計(jì)算模型。”

   馮禹補(bǔ)充說，以前這方面的研究多采用數(shù)百米分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。而該研究使用30米分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，能對小規(guī)模的砍伐和農(nóng)戶的“蠶食”森林行為進(jìn)行更為精確的描繪。分辨率提高后，數(shù)據(jù)量也驟然增加，研究人員分析計(jì)算一個(gè)問題往往需要數(shù)天時(shí)間，而且一旦中途出錯，所有的計(jì)算就得重來。不得已，團(tuán)隊(duì)只好更新一批運(yùn)算能力更強(qiáng)的電腦。

   此外，該團(tuán)隊(duì)還使用了Planet（美國一家商業(yè)公司衛(wèi)星）的高分辨率遙感數(shù)據(jù)，將分辨率縮小到3米至5米，并對毀林后的土地利用情況進(jìn)行了“目視解譯”。

   隨著對1TB數(shù)據(jù)的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)原有的計(jì)算模型也存在誤差。團(tuán)隊(duì)十幾名研究人員用十多天時(shí)間，對一幅幅衛(wèi)星圖片、一張張表格進(jìn)行人工校正，然后結(jié)合分層隨機(jī)采樣方法，最終得出“更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)”。

新的趨勢

   2016年至2019年，曾振中每年都到熱帶森林地區(qū)實(shí)地勘察，他和美、法、泰、英等國合作伙伴的足跡走遍了非洲、南美洲和東南亞的熱帶雨林地區(qū)。

   “在我們的認(rèn)知中，近些年世界各國森林保護(hù)力度都在加大，很多研究數(shù)據(jù)表明森林被砍伐的速率在減緩或基本持平，實(shí)際上并非這樣。”曾振中說，“當(dāng)前全球毀林的熱點(diǎn)已經(jīng)從中緯度轉(zhuǎn)移到熱帶，而且出現(xiàn)了一些新特點(diǎn)，一是毀林現(xiàn)象正向更高處‘走’，二是砍伐行為更零散、更隱蔽。”

   該研究認(rèn)為，在熱帶森林地區(qū)，毀林的主因是農(nóng)業(yè)擴(kuò)張。在海拔較低的地方，監(jiān)控和管理難度小些，因此毀林情況有所好轉(zhuǎn)，但小規(guī)模的毀林耕作正逐步向山上蔓延，再加上熱帶森林地區(qū)農(nóng)作有“輪轉(zhuǎn)農(nóng)業(yè)”（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(diǎn)，這增加了傳統(tǒng)遙感方法監(jiān)測熱帶植被動態(tài)的難度。

   該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，森林碳儲量損失的82%由農(nóng)業(yè)擴(kuò)張引起，其中商品驅(qū)動的大型農(nóng)業(yè)擴(kuò)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(zhuǎn)農(nóng)業(yè)。

   “其中，約70%由農(nóng)業(yè)擴(kuò)張導(dǎo)致的森林破壞在2020年仍然保持農(nóng)業(yè)用途，證明了農(nóng)業(yè)在熱帶森林破壞中的長期持續(xù)性作用。”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。

   “我們研究表明，目前人類沒有實(shí)現(xiàn)這一承諾，這也凸顯了2021年格拉斯哥氣候大會上《格拉斯哥森林和土地使用領(lǐng)導(dǎo)人宣言》的重要性與緊迫性。”曾振中說，“地球只有一個(gè)，碳排放不分熱帶還是溫帶，我們要實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，對熱帶森林的相關(guān)研究亟需加強(qiáng)。”■