適度森林損失也有“安全邊際”——中山大學與中科院團隊新發現

過去幾十年，氣候災害與人類活動導致全球森林頻繁發生小尺度的樹冠喪失。人們普遍認為，只要樹木減少，森林的綠度、結構和生產力就會隨之下降。然而，干擾究竟達到多大程度才會真正引發生態系統全面衰退？這個閾值一直沒有被清晰刻畫。

近日，《自然·通訊》刊登了中山大學與中國科學院生態環境研究中心聯合團隊完成的一項研究，題為《全球破碎化森林中小尺度樹冠喪失的安全邊際》。通訊作者為蘇永嫻研究員。該團隊利用30米分辨率的衛星樹冠覆蓋數據，結合多種植被指數、冠層結構、生物多樣性和光合生產力指標，系統評估了2000至2012年間全球森林對局部樹冠損失的響應。

研究人員首先篩選出研究期內未發生土地利用變化、持續為森林覆蓋的0.05度網格單元，并計算每個網格中30米像元尺度的樹冠凈損失比例。他們意外發現：當樹冠損失比例低于某個臨界值時，植被綠度、葉面積指數、生物多樣性指數以及總初級生產力不但沒有下降，反而普遍升高。這一臨界值被定義為“安全邊際”。全球平均而言，熱帶森林的安全邊際最高，約為7.7%；溫帶森林次之，為3.7%；北方森林最低，僅約1.0%。換句話說，熱帶森林能夠承受更多的小尺度干擾而不致退化，而北方森林對樹冠損失極為敏感。

進一步分析揭示了背后的機制：在有限的樹冠損失下，森林邊緣密度增加會帶來“正邊緣效應”——局部地表溫度降低、水汽壓虧缺減少、土壤濕度升高，同時吸收的光合有效輻射增強，從而減輕樹木競爭壓力，促進整體功能。然而一旦損失超過安全邊際，這些效應全部反轉，高溫、干旱和光照不足開始加速森林退化。研究還發現，安全邊際與森林的抗性呈正相關：抗性越強的森林，能承受的損失比例越高。

最后，團隊評估了全球現有森林的“樹冠損失預算”。結果顯示，約35.7%的森林已實際超出其安全邊際，其中溫帶和北方森林超額尤為嚴重。在熱帶地區，亞馬遜流域仍有超過80%的森林處于安全線以內，而熱帶亞洲有近44%的森林嚴重超標，成為全球森林退化最劇烈的區域之一。這一研究為森林管理提供了可量化的操作邊界：在安全邊際以內，適度干擾無需過度干預；超額區域則需積極恢復樹冠，以避免不可逆的功能衰退。

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