全球森林正在经历严重的砍伐和退化。毁林导致森林的破碎化,改变了局地的小气候,严重威胁了区域的生物多样性。在过去的四十年里,中国启动实施了一系列的重大生态保护和修复工程,旨在遏制生态退化趋势,提高生态系统质量和稳定性,保护生物多样性。其中,天然林保护工程和退耕还林工程,是自21世纪初启动的两大生态建设项目。根据中国第九次森林资源清查报告(2014-2018年),中国森林覆盖率从1980年代初的12%左右增加到2018年的约23%,增幅约为11%。然而,目前尚不清楚这些国家生态工程在多大程度上改变了森林栖息地的空间分布和连通性,从而调节了局地的气候。
本研究基于近20年的多源卫星观测数据,识别了造林后核心林和边缘林分布的区域和范围。研究发现,大规模造林工程通过填补孤立森林斑块间的间隙,有效地增加了森林斑块的规模和连通性,从而增加了核心林的面积(图1)。核心林相对于边缘林具有更强的气候缓冲能力,且核心林规模越大对气候的缓冲能力越强。主要表现为,核心林能够有效的维持低纬度地区的日最高温和较高纬度地区的日最低温。同时,核心林比边缘林能够保持较低的温度日较差和季节差异。虽然边缘林的热缓冲能力相对较低,但近 20 年来,边缘林对中国森林面积增加的贡献率约为73%。边缘林为核心林创造了缓冲带,从而降低外部干扰,维持森林生态系统的内部稳定。研究认为,在当前造林政策下,提高森林的完整性和连通性可以进一步增强造林对气候变化的缓冲潜力,从而为野生动植物在气候变化下的生存提供更加适宜的栖息地。因此,生态工程作为应对气候变化的自然解决方案,具有减缓气候变化和保护生物多样性的双重意义。
该研究的第一作者为南京信息工程大学博士研究生黄安奇,大气物理研究所徐希燕副研究员是本研究的通讯作者,研究成果发表于Environmental Research Letters。该工作由国家重点研发计划(2018YFC1506602和2018YFA0606002)资助。
文章引用:Huang, A., Shen, R., Jia, G., & Xu*, X. (2021). Reforestation enhanced landscape connectivity for thermal buffering in China. Environmental Research Letters, 17, 014056.
文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac3fda
图 1. (a) 使用 MSPA 识别核心林和边缘林。NF、MF 和 CF 分别表示非森林、边缘林和核心林。(b) 2018年CF、MF 和农田 (CRO) 的空间分布。(c) 2018与2003年森林的空间变化。(d) 2003-2018年CF面积变化。(e) 2003-2018年CF和MF面积变化。