清华新闻网7月6日电热带森林是全球碳循环的重要组成部分，在过去几十年间遭受了严重的森林砍伐，导致了森林破碎化，从而形成了大量的森林边缘地区。森林边缘效应是指森林的边缘地区由于高温、干燥、风速较大等原因，其生物量显著低于内部森林的现象。目前，由于缺少大范围高分辨率的观测数据，对森林边缘效应的分布特征以及影响因素尚不明确。清华大学地学系李伟课题组联合国内外多所研究机构，针对非洲地区的森林边缘效应展开研究，近日，课题组发文揭示火灾对非洲森林边缘退化的影响，研究结果对理解森林退化的机制，以及制定相关的森林保护政策有重要的启示意义。

森林边缘效应及其森林退化机制示意图

图1 非洲地区森林边缘效应的尺度（scale）和强度（magnitude）。（a）尺度和（d）强度的频率分布。
（b, c）尺度的空间分布。（e, f）强度的空间分布。

图2 火灾边缘和非火边缘上森林边缘效应的尺度（a, b）和强度（c, d）的差异（Δscale，Δmagnitude）。
（e, f）尺度差异（Δscale）与波文比差异（Δβ）、火灾距离（fire distance）的关系。
该论文利用了高空间分辨率的地上生物量和森林覆盖数据，发现对于非洲地区的湿森林和干森林，边缘效应能够影响的距离分别为0.11和0.15 km（图1），造成的总碳亏缺为4.06 PgC。火灾加剧了森林的边缘效应（图2），所引起的碳亏缺比非火边缘高0.9 PgC。火灾主要通过直接效应（森林直接烧进森林）影响干森林的边缘效应；同时通过直接效应和间接效应（改变局地环流从而降低森林空气湿度）增强湿森林的边缘效应（图2）。对未来的预测表明，2015年至2100年间，持续增长的森林砍伐会新增森林边缘面积，这些边缘森林的退化将会造成0.54-4.6 PgC的碳损失。
上述相关成果以“火灾增强了非洲森林边缘地区的森林退化”（Fire enhances forest degradation within forest edge zones in Africa）为题在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）上发表。清华大学地学系博士生赵哲为论文第一作者，李伟副教授为论文通讯作者。合作者包括法国气候与环境科学实验室（LSCE）的菲利普·西亚斯（Philippe Ciais）教授和杨卉博士，瑞士伽马遥感公司(Gamma Remote Sensing)的毛里西奥·桑托罗（Maurizio Santoro）博士和奥利弗·卡图斯（Oliver Cartus）博士，北京大学彭书时研究员，加州理工学院印轶研究员，西北农林科技大学岳超教授，清华大学地学系俞乐副教授、博士生朱磊和王景萌。该研究得到了国家重点研发计划项目等的支持。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41561-021-00763-8
供稿：地学系
编辑：张同顺
审核：李晨晖
2021年07月06日 11:46:37