喜耶憂耶？全球森林面積比35年前明顯增加，但這並不是個好消息

衛星圖像顯示，全球的森林覆蓋面積已經廣泛增加，但遺憾的的是這並不意味著世界森林狀況正在變好，新種植的樹木無法阻止氣候的變化以及生物多樣性的喪失。

新種植的樹木正在茁壯成長；供圖：Tishman設計與環境中心

來源 | AIP Inside Science

作者 | Gabriel Popkin

這些年，有關森林的新聞就像是在報道一場場沒完沒了的災難：森林大火、氣候變化、蟲災泛濫以及森林砍伐。然而，最近一項新的研究發現卻看起來似乎與這一基調「背道而馳」。藉助衛星數據，研究人員發現：目前全球樹木覆蓋面積相比35年前有明顯的增加，特別是在廢棄農田、高山坡地以及北極苔原等各種各樣的地方尤為顯著。更令人驚訝的或許是，這其中大部分的樹木擴張都是人為推動的！

戈登?博南（Gordon Bonan）是來自位於科羅拉多州博爾德市的國家大氣研究中心的一位氣候科學家。在他看來，這個發現生動地展現了人類在全球活動的足跡。他解釋到：「在過去35年里，世界上大部分地區都發生了變化。我們清楚地知道，這些變化對世界產生了深遠的影響，包括從氣候到淡水，從生物多樣性到食物、木材和纖維等等，幾乎涉及到所有的方面。」

森林承載著世界上大部分的生物多樣性；圖片來源於網路

羅賓·查茲頓(Robin Chazdon)是斯托爾斯市康涅狄格大學的名譽教授，他對這篇論文給予了很高的評價，他說：「這將是一篇具有里程碑意義的論文。」

儘管經歷了數千年的人類砍伐、破壞和自我再生，目前森林依然覆蓋著地球三分之一的面積。這些森林不僅承載著世界上大部分的生物多樣性，還儲存著大量的碳，更為數十億人提供水、食物和原材料。

然而，要從全球的角度來看待這些變化是非常具有挑戰性的。在過去的幾十年里，科學家們逐漸藉助衛星來觀察森林，因為衛星不僅可以掃描到很邊遠的地區，還能迅速收集大量數據。1994年，馬里蘭大學帕克分校的研究人員利用先進超高解析度輻射計，即AVHRR所採集的數據，繪製了世界上第一張全球森林地圖。AVHRR是安裝在一系列共16顆氣象衛星上的光學測量儀器。這張地圖由正方形像素組成，像素的邊長超過100公里，也就是說單個像素要比美國羅德島州還要大。

從那以後，研究人員開始不斷改進森林地圖，他們訓練計算機，使其可以直接根據樹梢反射出的陽光的波長、陰影的圖案和其他視覺特徵來直接識別樹木。美國馬里蘭地理學家馬修·漢森（Matthew Hansen）的團隊正是通過這種方法設計出在線的、可以不斷更新的全球樹木覆蓋地圖，其數據是源自美國國家航空航天局和美國地質調查局所屬的地球資源探測衛星。衛星照片的像素大小已經可以精確到30米,即大約一個棒球內場的大小。在今年夏天的早些時候，一個來自華盛頓特區的環保組織，世界資源研究所便運用了這張地圖，來確定2017年孟加拉國大片熱帶森林的消失情況。結果顯示，2017年是有該項記錄以來該區域森林消失面積第二大的年度。

孟加拉國因過度砍伐樹木導致森林面積急劇減少；圖片來源於網路

但另一方面，想要確定樹木覆蓋面積的大小則要困難得多。這是因為衛星從上空俯瞰，小樹與其他植被的相似度很高。世界資源研究所的熱帶雨林分析部的負責人米凱拉?魏瑟（Mikaela Weisse）就直言不諱地說：「目前，如何判斷樹木覆蓋面積的增加對我們來說是一個盲點。」

為了攻克這一挑戰，漢森教授研究團隊的一位博士後研究員宋曉鵬仔細研究了AVHRR從1982年至2016年間拍攝的每日地球整體表面圖像。這種老式儀器提供的長期系列圖像能夠讓研究人員在新樹長大到足以被探測到的時候立刻發現它們。

對於這期間的每一年，宋博士都會編製出一張全球地圖，地圖的每塊像素邊長約為5公里左右，相當於一座小型城市的大小。然後，他通過計算機來確定這些像素中有多少是包含5米高或以上的樹木，哪些是裸露的地表。這其中，他假設包含矮植被，如灌木、草和農作物的像素不屬於這兩類像素中的任何一方。宋博士發現，自1982年至今，樹木覆蓋增長的面積遠超過其損失的部分，之間的差額為224萬平方公里，幾乎相當於美國阿拉斯加州和德克薩斯州的面積總和。

大多數的樹木面積增加是來自裸露的地面，其中包括沙漠、苔原、樹線以上的山頂區域、城市和其他非耕種土地。總體來說，共有116萬平方公里的光禿禿地面現在被樹木或其他植物覆蓋，其面積約為美國德克薩斯州和加利福尼亞州的面積總和。

宋博士又通過觀察「谷歌地圖」中更清晰的圖像樣本，試圖確認樹木在不同地方生長出來的原因。他發現：在俄羅斯，隨著蘇聯解體，大片貧瘠的農田被樹木重新種植；在美國東部，森林也擴展到以前的農田；在印度的部分地區，由於「綠色革命」在60年代和70年代帶來了更有效的農業耕作方式，森林也在不斷再生；在中國和非洲的薩赫勒地區，政府大力贊助和推行大規模植樹計劃，也讓森林面積不斷增長。

在中國和非洲薩赫勒地區，政府大力贊助和推行大規模植樹計劃；圖片來源於網路

另一方面，氣候的變暖使得樹木能夠出現在更高的山坡上，或是進入以前過於寒冷的北極地區。而在熱帶和半乾旱地區，比如美國西南部，樹木則在不斷消失。這些現象都在以前的研究中被觀察到過。漢森教授說:「我們的地球表面正在發生巨大的變化。」

總之，宋博士、漢森教授和他們的同事斷定，從1982年到2016年，樹木覆蓋面積變化的60%是由人類活動所主導的，氣候變化和其他影響占其餘比例。該研究結果發表在近期刊發的《自然》雜誌上。

查茲頓教授說，這項研究比以往的研究「更全面地展示了全球陸地植被的覆蓋情況」，並揭示了森林是如何從熱帶消亡，並重新分布到高緯度地區的。「該研究從某種程度上來說是設立了一個全新的標準。」

但這可能並不是最後的結果。查茲頓教授繼續指出，與現代衛星相比，AVHRR的視圖較為粗糙，這就意味著研究小組可能錯過了在熱帶大草原或者農田中重新生長的樹木，而且視圖中無法區分不同類型的樹木，甚至無法區分天然森林和人工園林。就像查茲頓教授所說的那樣：「其實，這項研究讓你不得不以非常模糊的視野去觀察這個世界。」

這種局限性可能讓魏瑟教授很難用這些數據向政府部門和公眾去宣講。但她依然說，這項研究是「一個非常好的開始」，類似於先前他們所用到的熱帶雨林消亡視圖，一張更清晰的每年更新的樹木增長視圖也將出現，而這正是漢森教授和宋博士正在努力的方向。

全球森林覆蓋衛星圖；圖片來源於網路

但是對於博南教授而言，宋博士他們給出的地圖已經足夠清晰了。他計劃通過計算機模擬來處理這些數據，進而預測地球未來的氣候。了解過去35年來樹木生長和消失的地方，將有助於完善他的模型，使其可以更精確地預測未來森林的生長地點，以及它們將如何影響天氣、水資源供應以及與人類生活息息相關的其他因素。

來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院的生態學家托馬斯?克羅瑟(Thomas Crowther)在一封電子郵件中寫道，這項研究是「一項不錯的新分析」。2015年，克羅瑟教授曾經估計，全球每年損失超過150億棵樹；而現在，他認為這個數字可能有點估計過高了。

但他依然警告說，森林覆蓋面積的增加並不意味著世界森林狀況逐漸變得良好。高緯度的溫帶和寒帶的森林，即新增樹木生長的地方，相比於熱帶雨林，其生物的多樣性要少，而且減少空氣中碳含量和減緩氣候變化的能力更弱。他寫道:「在高緯度地區重新種植小型樹木是一件好事，但這完全無法抵消熱帶地區森林減少所造成的損失。」

翻譯 | 谷大春

責編 | 高佩雯

https://www.insidescience.org/news/surprise-trees-are-gaining-ground-globally

美國物理聯合會（AIP/American Institute of Physics）--InsideScience專欄獨家供稿

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