热带山地毁林的生物物理反馈机制研究的重要进展

近日，南方科技大学环境科学与工程学院副教授曾振中课题组及其合作者在全球变化领域取得关于热带山地毁林的生物物理反馈机制研究的重要进展，研究成果在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）在线发表。

全球人口的快速增长加剧了人类对粮食的需求。世界资源研究所（World Resource Institute）的报告指出，2050年人类对食物的需求是2010年需求量的1.5倍。为满足增长的粮食需求，人类正大量地砍伐热带低地森林用于农业种植。大量研究分析了这种热带低地森林变为农田的土地利用变化对气候的影响。但最近的研究表明，目前热带山地森林也经历着由农田扩张导致的破坏。受地形影响，山地森林损失导致的生物物理反馈作用与低地森林损失引起的作用相比差异显著。但目前对山地毁林和气候变化之间的相互作用鲜有报道。为此，曾振中团队及其合作者结合高分辨率遥感观测的森林变化数据和高分辨陆面–大气耦合模型，分析了在热带山区海拔如何调控毁林的生物地球物理反馈。

山地毁林与农田扩张

研究结果表明，森林砍伐引起东南亚大陆群山（the Southeast Asian Massif）平均增温0.025±0.003℃，东南亚海岸带巴里桑山脉（the Barisan Mountains）平均增温0.010±0.007℃，非洲中部艾伯丁裂谷（the Albertine Rift Mountains）平均增温0.047±0.008℃，南美洲埃斯皮尼亚苏山脉（the Serra da Espinhaco）平均增温0.042±0.010℃。在经历大面积毁林的局部地区，毁林导致的增温最高可达2℃。

热带山地毁林在不同地区对地表气温的影响

对于增温的机理分析发现，山地毁林带来的净增温取决于毁林的海拔。这是因为地表反照率增大引起的降温和蒸散发减小引起的增温联合作用。当海拔增加时，毁林导致蒸散减小的增温减弱，而地表反照率的影响逐渐增大，与前人强调的毁林增温减弱与纬度增加的关系类似。由于大多数新开垦的农田主要集中于中低海拔山地，毁林会引起蒸散抑制而导致更强的增温。

山地毁林增温机理分析

该研究成果对区域环境风险评估有重要参考意义。山地是生物多样性的热点区域，栖息了大量的物种。山地毁林的持续以及其带来如增温等环境改变会增大这些物种的灭绝风险。增温也可能会增大高温风险，进而影响对当地居民的健康。此外，增温也会增大火灾风险以及作物减产。因此，未来环境评估中应该考虑毁林的附加增温对作物产量、土地退化和生物多样性的影响。

南科大为该论文第一通讯单位，曾振中为第一作者及唯一通讯作者。该研究得到了蓝三家族-泰国可持续发展项目、南方科技大学启动基金和中国科学院战略研究重点项目的大力支持。合作单位及作者包括南方科技大学学者王大山、武婕、冯禹和郑春苗，美国普林斯顿大学 Timothy D. Searchinger、刘茂峰、潘铭、彭丽青、林佩蓉、Drew Gower和Eric. F. Wood，南京大学杨龙，泰国梅州大学 Alan D. Ziegler，法国气候与环境科学实验室Philippe Ciais，德州大学奥斯汀分校杨宗良，瑞典哥德堡大学陈德亮，美国科罗拉多州立大学陈安平，法国国家科研中心李肇新，北京大学朴世龙和连旭，新加坡国立大学David Taylor，美国劳伦斯伯克利国家实验室蔡锡填，美国伊利诺伊大学香槟分校管开宇，中国科学院青藏高原研究所汪涛，香港中文大学王朗，韩国首尔国立大学Su-Jong Jeong，日本东京大学魏忠旺，英国南安普顿大学Justin Sheffield，美国加州大学圣塔芭芭拉分校Kelly Caylor。(文/南方科技大学）