由于耕地擴(kuò)張、城市化、商業(yè)性采伐、林火等人類和自然干擾的影響下，連片的森林正在“破碎化”，那么，森林“破碎化”程度如何？其評估是當(dāng)前的關(guān)注熱點。

日前，《自然—通訊》發(fā)表了復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副研究員馬俊和青年研究員劉佳佳團(tuán)隊的最新研究成果，研究制作了森林景觀格局動態(tài)類型的分布圖，用以進(jìn)一步合理地評估森林破碎化在全球的分布狀況。

好消息是，全球范圍內(nèi)處于恢復(fù)期的森林景觀要高于處于退化期的森林景觀?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，全球森林破碎化減緩的熱點區(qū)域主要分布于中國南方、北美和西伯利亞中部區(qū)域，而加劇的熱點區(qū)域主要分布于亞馬遜東南部、剛果盆地、越南等東南亞區(qū)域。在國家尺度上，通過植樹造林來增加森林覆蓋率。該研究是當(dāng)期《自然-通訊》的亮點文章，并被《自然-生態(tài)與進(jìn)化》作為研究亮點進(jìn)行報道。

動態(tài)化“破碎”過程需揭露

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的組成部分，它在固碳、水土保持、生物多樣性維持等方面為人類提供不可或缺的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。然而，自19世紀(jì)中葉以來，由于耕地擴(kuò)張、城市化、商業(yè)性采伐、林火等人類和自然干擾的影響下，全球森林面積持續(xù)降低。

森林面積的變化會導(dǎo)致森林空間格局的變化，例如，森林面積的損失會引起森林邊緣和斑塊數(shù)量的增加、單個森林斑塊面積的減小等森林破碎化現(xiàn)象。

森林破碎化指的是，連續(xù)的森林覆蓋轉(zhuǎn)化為被非林地分割森林斑塊的過程。

在以往的研究中，借助于遙感技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們在評估森林破碎化時，往往利用一個單一時期的森林分布遙感圖，利用景觀格局指數(shù)來評價森林破碎化的狀態(tài)及其在空間上的分布。

馬俊告訴《中國科學(xué)報》，實際上，森林破碎化是一個森林分布動態(tài)變化過程而導(dǎo)致的現(xiàn)象，這在過去被忽略。這也就是我們?yōu)槭裁闯３吹交ハ嗝艿男侣?，一方面很多報道指出熱帶森林是全球最完整的森林，另一方面我們又會看到很多關(guān)于熱帶森林被大量砍伐損毀。

“應(yīng)當(dāng)站在一個動態(tài)的視角才能真正闡釋全球森林破碎化的狀況及其分布?！瘪R俊說，基于這樣一個背景，我們的研究利用最新的全球森林分布遙感圖數(shù)據(jù)，比較了2000年和2020年全球森林景觀破碎化指數(shù)及其變化，并用這兩個時期的森林景觀破碎化指數(shù)的差值來反映全球森林景觀在過去20年間的破碎化狀況。

 東南亞森林破碎化正在加劇

馬俊介紹，森林破碎化有很多的表現(xiàn)形式，比如森林斑塊數(shù)量變多，這使得森林斑塊間的隔離程度增加，從而對物種的遷移十分不利。此外，單個森林斑塊面積減小，這使得某些動物物種可以在大斑塊中生存，卻無法在小斑塊中生存。

因此，使用單一的指數(shù)來評估全球森林破碎化時，其結(jié)果的應(yīng)用性較差，無法有效地指導(dǎo)政府在林業(yè)宏觀政策的制定。

研究團(tuán)隊采用基于遙感數(shù)據(jù)制作的2000年和2020年全球森林分布圖，將全球森林分布的大致范圍劃分成若干個5km×5km的網(wǎng)格，每一個網(wǎng)格即代表一個景觀，景觀內(nèi)都包含了森林和非森林兩種地類。

在每一個森林景觀中，研究人員計算了三個景觀指數(shù)：邊緣密度、斑塊密度、平均斑塊面積，分別反映森林景觀破碎化的三個最大特征：邊緣效應(yīng)、隔離度效應(yīng)和斑塊面積效應(yīng)。

動態(tài)評估一定是最合理的嗎？

研究人員構(gòu)建了新的景觀破碎化指數(shù)、動態(tài)的森林破碎化指數(shù)，并進(jìn)行對比。

通過數(shù)據(jù)處理，研究人員分別在全球不同的氣候帶（熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶）比較靜態(tài)森林破碎化指數(shù)與動態(tài)森林破碎化指數(shù)，以及它們在反映這些區(qū)域森林破碎化狀況時的差異，從而來評價動態(tài)破碎化指數(shù)相對靜態(tài)破碎化指數(shù)在評估森林破碎化時是否更加合理。

研究人員還構(gòu)建了一個森林景觀格局動態(tài)的二維評估框架。這個框架將全球森林景觀分為四類：面積增加破碎化降低、面積增加破碎化增加、面積降低破碎化降低、面積降低破碎化增加。這四種類型分別反映了森林景觀處于全面恢復(fù)、恢復(fù)初期、退化初期、全面退化四個階段。他們在空間上制作了森林景觀格局動態(tài)類型的分布圖，用以進(jìn)一步合理地評估森林破碎化在全球的分布狀況。

研究發(fā)現(xiàn)，靜態(tài)森林破碎化指數(shù)表明，全球最完整的森林分布于熱帶和寒帶，而最破碎的森林分布于亞熱帶和溫帶；然而，動態(tài)森林破碎化指數(shù)卻表明全球范圍內(nèi)森林破碎化在2000年—2020年間普遍減緩，溫帶和亞熱帶森林的森林破碎化減緩程度都高于熱帶。

動態(tài)破碎化指數(shù)反映出熱帶地區(qū)破碎化正在加劇，這與該區(qū)域廣為人知的森林面積損失具有更加吻合的一致結(jié)果?！斑@表明采用動態(tài)森林破碎化指數(shù)在評估森林破碎化方面更加合理?！瘪R俊表示，全球森林破碎化減緩的熱點區(qū)域主要分布于中國南方、北美和西伯利亞中部區(qū)域，而森林破碎化加劇的熱點區(qū)域主要分布于亞馬遜東南部、剛果盆地、越南等東南亞區(qū)域。

研究還發(fā)現(xiàn)，四種森林景觀動態(tài)類型在全球范圍內(nèi)均有分布，全球范圍內(nèi)處于恢復(fù)期的森林景觀要高于處于退化期的森林景觀。但對于全面退化這一類型來說，熱帶地區(qū)的占比超過40%，遠(yuǎn)高于其他區(qū)域。對于全面恢復(fù)這一類型，主要分布于北半球亞熱帶和溫帶區(qū)域。

值得關(guān)注的是，破碎化指數(shù)的變化與森林覆蓋率的變化呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，也就是說，隨著森林覆蓋率的增加，森林破碎化指數(shù)在下降。這表明在國家的尺度上，通過植樹造林來增加森林覆蓋率

植樹造林緩解森林“破碎”

該研究從動態(tài)視角來開展全球森林景觀破碎化的評估，既是對以往所有關(guān)于森林破碎化評估研究的一個很好的總結(jié)，也是為未來類似的森林景觀動態(tài)的評估提供了重要的參考基礎(chǔ)。

三位審稿人一致認(rèn)為，從動態(tài)視角評估森林破碎化是一個重大的創(chuàng)新點。

“我們的研究第一次，我們的研究第一次清晰地指明了全球森林破碎化最嚴(yán)重的區(qū)域在哪里，對全球所有森林國家的森林保護(hù)政策的制定提供了重要的科學(xué)依據(jù)。尤其是熱帶區(qū)域的國家應(yīng)當(dāng)減少毀林以減緩其森林破碎化加劇的趨勢，維持熱帶森林在固碳和生物多樣性保護(hù)方面的重要價值?！瘪R俊說。

研究還特別提到了中國的森林景觀情況。研究表明，我國中部（黃土高原等區(qū)域）和南方等區(qū)域盡管從2000年以來森林片段化的格局仍然較高，但破碎化指數(shù)卻呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢。這表明了我國的造林政策在改善森林破碎化方面發(fā)揮了重要作用，是我國生態(tài)文明建設(shè)成效的一個重要證明。并且，在我國未來仍將大力開展造林的條件下，我國的森林破碎化狀況會得到進(jìn)一步緩解。