适度森林损失也有“安全边际”——中山大学与中科院团队新发现

过去几十年，气候灾害与人类活动导致全球森林频繁发生小尺度的树冠丧失。人们普遍认为，只要树木减少，森林的绿度、结构和生产力就会随之下降。然而，干扰究竟达到多大程度才会真正引发生态系统全面衰退？这个阈值一直没有被清晰刻画。

近日，《自然·通讯》刊登了中山大学与中国科学院生态环境研究中心联合团队完成的一项研究，题为《全球破碎化森林中小尺度树冠丧失的安全边际》。通讯作者为苏永娴研究员。该团队利用30米分辨率的卫星树冠覆盖数据，结合多种植被指数、冠层结构、生物多样性和光合生产力指标，系统评估了2000至2012年间全球森林对局部树冠损失的响应。

研究人员首先筛选出研究期内未发生土地利用变化、持续为森林覆盖的0.05度网格单元，并计算每个网格中30米像元尺度的树冠净损失比例。他们意外发现：当树冠损失比例低于某个临界值时，植被绿度、叶面积指数、生物多样性指数以及总初级生产力不但没有下降，反而普遍升高。这一临界值被定义为“安全边际”。全球平均而言，热带森林的安全边际最高，约为7.7%；温带森林次之，为3.7%；北方森林最低，仅约1.0%。换句话说，热带森林能够承受更多的小尺度干扰而不致退化，而北方森林对树冠损失极为敏感。

进一步分析揭示了背后的机制：在有限的树冠损失下，森林边缘密度增加会带来“正边缘效应”——局部地表温度降低、水汽压亏缺减少、土壤湿度升高，同时吸收的光合有效辐射增强，从而减轻树木竞争压力，促进整体功能。然而一旦损失超过安全边际，这些效应全部反转，高温、干旱和光照不足开始加速森林退化。研究还发现，安全边际与森林的抗性呈正相关：抗性越强的森林，能承受的损失比例越高。

最后，团队评估了全球现有森林的“树冠损失预算”。结果显示，约35.7%的森林已实际超出其安全边际，其中温带和北方森林超额尤为严重。在热带地区，亚马逊流域仍有超过80%的森林处于安全线以内，而热带亚洲有近44%的森林严重超标，成为全球森林退化最剧烈的区域之一。这一研究为森林管理提供了可量化的操作边界：在安全边际以内，适度干扰无需过度干预；超额区域则需积极恢复树冠，以避免不可逆的功能衰退。

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