Editor's Choice | 森林恢复的信号:亚洲森林普遍从扰动事件中恢复

学术   2024-06-13 10:38   北京  

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森林生态系统在调节全球碳循环、减缓大气二氧化碳浓度升高和维持全球气候稳定等方面起着重要作用。然而,全球森林正在受到人类活动的严重破坏,并且气候变化也进一步增加了各个地区森林干扰事件的频次,对森林恢复造成巨大影响。近期,一篇由北京林业大学中国科学院大气物理研究所的研究团队合作撰写的有关森林恢复力的论文“Satellite remote sensing reveals overwhelming recovery of forest from disturbances in Asia”在Atmospheric and Oceanic Science Letters上发表。该论文从森林受到扰动事件后的恢复力变化视角出发,探讨了森林生态系统对气候变化的响应,揭示了亚洲森林在面对扰动时的惊人恢复能力。

地球上的森林总面积约为40亿公顷,相当于陆地面积的30%,对人类福祉、可持续发展与地球健康至关重要。大约四分之一的全球人口依赖于森林获取食物、谋求生计、获得就业和收入。作为全球碳循环中的重要一环,森林吸收了约33%人类排放的二氧化碳,是减缓全球变暖的关键要素。此外,森林还为社会提供了丰富的生态系统服务功能,如水源涵养、防风固沙和生物多样性保护等,对社会效益产生了巨大贡献。尽管森林对地球上的生态系统和人类福祉至关重要,但全球范围内仍因对木材、食物和燃料的需求而持续出现森林破坏和退化现象。如今,森林生态系统的稳定性正因为各种干扰而遭受威胁,其中包括自然因素,如林火,干旱和森林病虫害,以及人为因素,如森林砍伐,城市化等(图1)




图1:气候变化对森林各项干扰因子的直接、间接和交互作用的比例和分布。


恢复力是生态系统稳定性的重要维度之一,森林生态系统的服务功能和稳定性都依赖于它的恢复力(图2)。恢复力体现了生态系统承受干扰事件的打击并从中恢复的能力,包括自然灾害和人为干扰对森林健康和功能的影响。一个具有高恢复力的森林生态系统能够更快地从扰动中恢复,并且能够保持其结构和功能的稳定性,从而持续地提供生态系统服务,如碳储存、水源保护、生物多样性维护等。因此,在气候变化背景下,深入研究森林生态系统对于扰动的响应及恢复力的动态变化,对于应对气候变化导致的越来越复杂的干扰模式是十分必要的。



2生态稳定性的四个维度的概念图,包括抵抗力恢复力恢复程度和时间稳定性。


森林的变化与全球水循环,碳循环,氮循环等方面息息相关(图3)。面对全球气候变化和人类活动带来的不利影响,若我们未能采取有效的应对策略和保护措施,全球森林碳汇可能持续减少,进而加剧气候变化的影响。因此,迫切需要进行科学评估,以更深入地了解气候变化背景下森林生态系统所面临的风险。同时,还需评估森林作为自然气候解决方案的潜在风险和限制,这对于实现巴黎协定的目标至关重要。恢复力为评估生态系统对外界变化的反应提供了一个很好的框架。恢复力较好的森林,即那些即使在受到干扰后依然能通过抵抗或反弹,较快地恢复到原始状态的森林,经常被视为森林管理和保护的一个主要目标。在对森林生态系统的研究中,由于树木的寿命很长,对干扰的反应往往是持久的,因此通过野外调查和实验设计来研究生态系统的恢复力往往会比较困难。在其次,由于时间跨度和空间范围较大,对恢复力的实地调查也很难进行。这些挑战使得遥感技术成为森林恢复力研究的重要工具。遥感数据可以提供长期且连续的高时空分辨率的数据记录,使得研究人员可以对森林恢复力进行长期监测和分析。



图3:从生态系统的物质循环角度,森林在气候变化中的作用示意图。


通过卫星遥感技术,生态学者对亚洲森林受扰动后的恢复情况进行了全面的研究。研究结果表明,亚洲森林在面对各种扰动时表现出了惊人的恢复能力,约95%的森林在数十年内能够从扰动中恢复。尽管不同扰动类型对恢复时间有所影响,但整体上亚洲中低纬度森林的恢复力都保持在较好的水平。这项研究为我们深入了解亚洲森林对于扰动事件响应和恢复提供了重要参考,为未来制定保护策略和应对气候变化提供了有力支持。通过更加全面和深入的研究,我们可以进一步优化森林管理和保护措施,确保森林生态系统的可持续发展和生态安全。

本论文作者包括北京林业大学王鹤松教授、朱苡莹硕士以及中科院大气物理研究所成张安治副研究员。


Citation:

Yiying Zhu, Hesong Wang, Anzhi Zhang, 2024. Satellite remote sensing reveals overwhelming recovery of forest from disturbances in Asia. Atmospheric and Oceanic Science Letters. https://doi.org/10.1016‍/j.aosl.2024.10‍0511.


作者简介




通讯作者王鹤松

现任北京林业大学教授、博士生导师。研究方向主要涵盖植被动态过程、陆气相互作用以及生态安全领域。2007年至2010年期间在中国科学院大气物理研究所攻读气象学博士学位,博士期间主要研究方向为气候变化对植被的影响。曾担任新疆农业大学林学与风景园林学院副院长,以及内蒙古科右前旗支教团副书记。发表了41篇高水平的学术论文,并主持或参与了多项国家级和省部级科研项目,如国家自然科学基金项目,国家重点研发计划等。


第一作者:朱苡莹
2017-2021年就读于扬州大学农学院,农学专业,获得农学学士和商务英语双学位;2021-2024年就读于北京林业大学生态与自然保护区学院,生态学专业,攻读理学硕士学位。主要研究方向为基于MODIS数据中的增强型植被指数时间序列,探讨亚洲地区的森林扰动和恢复力,为亚洲中低纬森林恢复的长期监测提供了重要的参考信息。

文章链接:

https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.1‍00511



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期刊简介

     《大气和海洋科学快报(英)》(Atmospheric and Oceanic Science Letters,简称AOSL)创刊于2008年年底,是由中国科学院主管, 中国科学院大气物理研究所、中国气象学会主办的英文学术期刊。 

      AOSL实行严格的同行评议,发表大气科学和物理海洋学领域创新性“通讯” (letters),发表Original Articles、Reviews (特邀)、Progress and Views、Report、Data Description等类型文章。期刊一直以高水平研究成果的快速发表为办刊宗旨,具有国际化的编委会以及编辑、审稿、作者队伍,致力于不断提升期刊的论文质量,提高期刊的学术影响力。

    期刊自2016年起转为开放获取(Open Access, OA)出版模式。从2014年连续被评为“中国国际影响力优秀期刊”,目前已被ESCI (Impact Factor: 2.3)、Scopus (CiteScore: 4.2)、GEOBASE、DOAJ、JSTChi、CSCD (核心集)、中科院期刊分区表、中国科协地学领域高质量科技期刊分级目录 (T2级) 等收录。


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作者:朱苡莹
排版:邢慧颖(实习编辑)
修改、审核:沈蓉蓉、刘晓春

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