重建森林，逆轉(zhuǎn)全球氣候變化的關(guān)鍵？
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撰文 | 梁 佳
責(zé)編 | 夏志堅(jiān)
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當(dāng)前世界氣候變化已經(jīng)使全球生態(tài)環(huán)境接近崩潰的邊緣，若超過全球環(huán)境閾值人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)將和生態(tài)系統(tǒng)一起遭受到嚴(yán)重破壞 [1]。為控制氣候變化造成的破壞影響，人類必須保護(hù)和重建區(qū)域生態(tài)系統(tǒng) [2]。國(guó)際社會(huì)公認(rèn)覆蓋地球陸地近1/3的森林在應(yīng)對(duì)氣候變化方面起著重要的作用，并倡議通過重新造林、可持續(xù)森林管理和減少森林砍伐的方式應(yīng)對(duì)氣候變化 [3]。但是一個(gè)亟待解決的問題是，在何處以何種形式重建森林 [4]？
7月5日出版的《科學(xué)》上刊載了蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院克勞瑟實(shí)驗(yàn)室（Crowther Lab）一項(xiàng)關(guān)于全球樹木潛在分布空間的研究 [5]。該研究指出，恢復(fù)森林是目前世界上應(yīng)對(duì)氣候變化最有效的解決方案，全球仍有美國(guó)國(guó)土面積大小（9億公頃）的地區(qū)可以恢復(fù)成森林，且最多可以固定自工業(yè)革命以來產(chǎn)生的2/3的人為碳排放 [5]。
論文的作者之一、克勞瑟實(shí)驗(yàn)室的教授 Tom Crowther 表示：“我們都知道恢復(fù)森林可以應(yīng)對(duì)氣候變化，但沒有科學(xué)地認(rèn)識(shí)其產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。這項(xiàng)研究清楚地表明，森林恢復(fù)是當(dāng)今最好的氣候變化解決方案，并且證明投入大量的成本是合理的。如果現(xiàn)在就采取行動(dòng)，大氣中的二氧化碳可以減少多達(dá)1/4，達(dá)到近一個(gè)世紀(jì)前的水平?！?/span>[6]
世界糧農(nóng)組織曾估計(jì)，全球范圍內(nèi)因森林砍伐和森林退化排放的溫室氣體占二氧化碳排放總量的11％左右 [7]。政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的最新特別報(bào)告建議，必須增加10億公頃森林以限制全球變暖 [8]。
實(shí)際上，氣候變化已對(duì)森林系統(tǒng)產(chǎn)生日益明顯的影響，例如全球變暖使得森林在全球的分布正向寒冷地區(qū)發(fā)展，熱帶地區(qū)森林則因?yàn)?span style="font-size: 16px;">愈發(fā)干熱的氣候正在發(fā)生退化[5]。因此，評(píng)估未來氣候變化將如何影響全球森林分布已經(jīng)變得迫在眉睫。
傳統(tǒng)的森林分布評(píng)估方式是通過判斷某一地區(qū)的樹木冠層覆蓋度是否達(dá)到某一主觀劃定的標(biāo)準(zhǔn)，將其劃分為林地或非林地，例如一個(gè)地區(qū)的冠層覆蓋度如果達(dá)到或超過25%則為林地，反之則為非林地 [4]。以往估算全球森林覆蓋潛力的研究已經(jīng)努力將現(xiàn)有植被估計(jì)擴(kuò)展到生物群落或生態(tài)區(qū)域水平，以期提供全球森林退化的粗略近似值 [5]。但是如此對(duì)于森林覆蓋率和恢復(fù)潛力的評(píng)估方式會(huì)耗費(fèi)大量人力物力和時(shí)間，不利于開展全球尺度的大規(guī)模的評(píng)估工作和后續(xù)保護(hù)重建行動(dòng)。
此項(xiàng)研究則通過建立全球相片判讀數(shù)據(jù)庫，利用機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建了全球森林覆蓋潛力模型，描述了當(dāng)前氣候下全球適宜森林生長(zhǎng)的可能區(qū)域，即當(dāng)前地球可以供森林自然生長(zhǎng)的區(qū)域。研究表明，在不影響當(dāng)前農(nóng)業(yè)和城市區(qū)域的前提下，全球森林面積仍可以增加1/3。
研究也預(yù)測(cè)了環(huán)境變化情況下的森林覆蓋潛力。由于熱帶潛在的適宜生長(zhǎng)森林的地區(qū)面積減少，全球森林總量會(huì)比現(xiàn)有水平低，這與當(dāng)前最新的大部分模型預(yù)測(cè)結(jié)果完全相反。盡管全球變暖會(huì)導(dǎo)致低密度森林向更冷的地區(qū)擴(kuò)展，總森林覆蓋面積會(huì)增加，但是高樹木密度的熱帶雨林會(huì)有很大可能在氣候變化中持續(xù)減少，被熱帶稀樹草原逐步代替，進(jìn)而導(dǎo)致到2050年的時(shí)候，全球潛在森林林冠覆蓋面積將減少2.23億公頃，固碳總量將減少460億噸。
研究還警告即使全球變暖控制在1.5°C的限值，可用于恢復(fù)森林的面積也將在2050年的時(shí)候減少五分之一。更糟的是未來土地利用方式的變化會(huì)加劇這些結(jié)果。鑒于適宜重造森林的土地面積日益減少，目前迫切需要采取行動(dòng)應(yīng)對(duì)變化中的氣候。
“至關(guān)重要的是，我們要保護(hù)當(dāng)前存在的森林，尋求其他氣候解決方案，并繼續(xù)逐步淘汰經(jīng)濟(jì)中的化石燃料，以避免氣候變化的危險(xiǎn)后果，”Crowther教授表示 [6]。
盡管有方法帶來的不確定性，該研究認(rèn)為這一基于機(jī)器學(xué)習(xí)的模型仍有強(qiáng)大的預(yù)測(cè)能力，可以在任何假定的未來氣候模式條件下，預(yù)測(cè)無人干預(yù)區(qū)域的森林恢復(fù)潛力。而且全球相片判讀數(shù)據(jù)庫能讓描述任何給定環(huán)境條件下的森林覆蓋潛力變得可行。
圣保羅大學(xué)林業(yè)科學(xué)系的 Robin Chazdon 和 Pedro Brancalion 認(rèn)為該研究清楚地表明：“我們有短暫的窗口期來恢復(fù)全球的森林面積。我們必須采取快速、聰明、整體的全球森林拯救行動(dòng)。”[4]
參考資料
[1] Steffen,Will, Johan Rockstr?m, and Katherine Richardson et al. 2018. "TrajectoriesOf 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 ClimateSolutions". Proceedings Of TheNational Academy Of Sciences 114 (44): 11645-11650.doi:10.1073/pnas.1710465114.
[3] "應(yīng)對(duì)氣候變化：森林為何事關(guān)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 ManyEnds: An Urgent Need To Replenish Tree Canopy Cover Calls For HolisticApproaches". SCIENCE 365 (6448): 24-25.doi:10.1126/science.aax9539.
[5] Bastin,Jean-Francois, Yelena Finegold, and Claude Garcia et al. 2019. "The GlobalTree Restoration Potential". SCIENCE 365 (6448): 76-79.doi:10.1126/science.aax0848.
[6] CrowtherLab, ETH Zürich. 2019. "Restoration Of Earth’s Forests Could CaptureTwo-Thirds Of Man-Made Carbon Emissions."
[7] "FAO- 新聞報(bào)道: 改善數(shù)據(jù)收集，釋放森林儲(chǔ)碳潛力". 2019. Fao.Org. http://www.fao.org/news/story/zh/item/1158652/icode/.
[8] IntergovernmentalPanel on Climate Change (IPCC). 2018. "Global Warming Of 1.5 °C". https://www.ipcc.ch/sr15/.
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