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近日，精密測量院杜耘研究團隊聯合德國地球科學中心、歐盟委員會聯合研究中心、英國蘭卡斯特大學等多家單位，通過融合泛熱帶森林變化產品及LiDAR生物量軌跡數據，構建考慮氣候與環境特征的森林生長碳累積模型，量化了近40年來濕潤熱帶地區不同類型森林恢復的固碳量及森林擾動碳排放量，發現被忽視的天然林擴張提供了比次生林更大的碳匯，為緩解全球氣候變化起到了重要作用。相關研究成果發表在《自然·地球科學》（Nature Geoscience）上。
理清森林擾動與恢復背后的碳動態過程是當前全球變化研究的前沿課題。廣泛分布的熱帶濕潤森林在維持生物多樣性、陸地碳循環和緩解氣候變化等方面具有關鍵作用。但在近幾十年人類活動與氣候變化影響下，熱帶濕潤森林被大面積砍伐，由火災、極端干旱及選擇性采伐等導致的森林退化頻發，成為全球碳排放的主要來源之一。天然林恢復則是從大氣中吸收二氧化碳最具成本效益的自然解決方案之一，主要包括次生林、退化林及森林擴張等三種恢復過程。其中，天然次生林和退化林的再生已被證明具有重要碳匯作用，可抵消部分原始熱帶濕潤森林擾動產生的碳排放。盡管相關數據產品顯示濕潤熱帶地區天然林擴張面積略大于次生林，但熱帶天然林擴張的碳匯仍未被量化，導致熱帶森林恢復在緩解氣候變化中的作用存在較大不確定性。
熱帶美洲、非洲及亞洲（a、d、g）氣候分區結果及不同氣候區內熱帶濕潤（b和c）天然林擴張、（e和f）再生次生林及（h和i）再生退化林的碳累積模擬曲線及不確定性
研究團隊通過整合歐盟委員會聯合研究中心熱帶濕潤森林變化產品（JRC TMF）和NASA激光雷達GEDI生物量軌跡數據，提取了泛熱帶地區1985-2022年高時空分辨率天然林恢復（包括次生林、退化林及森林擴張等）的林齡空間分布，采用“空間換時間”經典方法模擬了不同氣候區域及恢復類型的森林生長碳積累函數，并分析了森林生長碳積累及預測過程中的氣候與環境驅動因素。在此基礎上，量化和比較了熱帶美洲、非洲和亞洲不同氣候區內三種再生天然林的碳積累速度和碳匯量，評估了它們在抵消森林退化和砍伐所引起碳排放方面的作用。同時還基于五種恢復情景，模擬了到2030年三種再生天然林的未來碳匯潛力。
2022年泛熱帶濕潤（a）天然林擴張、（b）再生次生林及（c）再生退化林碳儲量空間分布圖
研究發現泛熱帶濕潤天然林擴張的面積比次生林大6%，但其地上碳積累速度與次生林相當，在熱帶美洲地區表現尤為明顯。相比于次生林和退化林，天然林擴張的碳積累對氣候和環境變化更為敏感，可能原因是其通常位于距離完整森林斑塊較遠的干燥地區。泛熱帶地區天然林擴張的總地上碳吸收量（795±132 Tg C）比次生林多5.4%（754±105 Tg C），它額外抵消了來自原始森林砍伐和退化碳排放的2.4±0.6%，而次生林和退化林的再生長則分別抵消了2.3±0.5%和13.6±2.1%。因此，森林再生碳匯對于森林擾動碳排放的抵消作用有限，緩解全球氣候變化的首要任務是減緩森林砍伐與退化。同時，天然林擴張是一個被忽視的泛熱帶重要碳匯，如果對其進行可持續管理，并同時高效保護熱帶原始森林和再生林，其減緩氣候變化的碳匯潛力巨大。
該研究以“Natural forest expansion is a larger carbon sink than secondary forests in moist tropics”為題發表在國際期刊《自然·地球科學》（Nature Geoscience）上。精密測量院為第一完成單位，精密測量院研究員杜耘、李曉冬、蘭卡斯特大學教授Peter Atkinson以及武漢植物園助理研究員王霞為論文的共同作者，精密測量院青年研究員張一行為論文第一作者，張一行、德國地球科學中心Viola H. A. Heinrich?及歐盟委員會聯合研究中心Clément Bourgoin?為論文共同通訊作者。
該研究工作得到了國家自然科學基金、中國科學院基礎前沿科學研究計劃“從0到1”原始創新項目、湖北省自然科學基金杰出青年項目、湖北省“青年拔尖人才”項目等資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-026-01984-5