近日刊发于Nature Geoscience的《Climate benefits of tropical forest expansion》一文中描述：自然森林会向原本没有森林的土地上扩展，但其作为碳汇的作用至今尚未被准确量化。热带森林向以前没有森林的地区扩张，极大地促进了碳封存，为抵消二氧化碳排放和增强未来碳动态的韧性提供了一条额外的途径。
森林能够固存大量的二氧化碳，这意味着未来的气候变化与森林的命运息息相关。毁林和各类干扰会削弱森林的碳汇能力，而保护与恢复措施则能增强碳固存并缓解气候变化。热带森林在应对气候变化方面尤为关键：它们不仅拥有碳储量最高的树木且生长迅速，同时也最容易遭受毁林威胁。事实上，关于热带森林的研究往往侧重于森林的丧失，相关统计数据令人警醒，揭示了农业、采矿和城市扩张如何不断蚕食森林景观。然而，在森林减少的同时，另一个过程却鲜为人知，那就是森林的再生。张等人的研究（Natural forest expansion is a larger carbon sink than secondary forests in moist tropics）揭示了森林恢复过程中一个常被忽视的方面，即森林自然向此前未被森林覆盖的区域扩张。研究表明，这些扩张的森林可成为重要的碳汇，并凸显了森林恢复对于热带地区未来碳动态的巨大潜力。
巴拿马巴罗科罗拉多岛上一棵树高耸于森林树冠之上，通过光合作用吸收二氧化碳
在许多方面，森林是热带湿润生态系统的自然演替终点。若无持续的人为压力，森林通常会在遭受干扰后自行恢复。尽管基于科学指导的恢复措施对于实现国际生物多样性和气候目标至关重要，但在条件适宜的情况下，自然更新同样成效显著，且更为重要的是，其成本效益极高。张及其同事的研究聚焦于热带湿润森林，量化了三类自然更新形式的碳吸收量：次生林、退化林以及森林扩张。次生林是指在森林被完全砍伐后重新生长起来的森林；退化林是指虽遭受干扰（如局部采伐或火灾）但仍得以存续的森林。森林扩张则是指在先前无森林覆盖的区域建立起新的林木。尽管退化林和次生林的碳汇贡献已广为人知，但与新森林扩张相关的碳汇效应尚缺乏深入了解。通过结合长期卫星观测与激光雷达技术，作者估算了热带地区这三类森林中的碳积累情况。
这项研究发现，退化森林的固碳量超过了另外两种再生森林类型的总和，这与基于其原有生物量（“遗留生物量”）的预期相符。然而，一项关键且出乎意料的发现是，在过去几十年里，天然森林扩张所固定的碳量超过了次生林。这一发现挑战了此前的假设，即认为非森林区域的生境条件较差，不太可能具备如此高的固碳速率。事实上，这些新形成的森林在抵消碳排放方面发挥着可观的作用，且预计其贡献在未来还会增加。
并非所有形式的森林恢复对气候变化的响应都相同。与次生林或退化森林相比，天然森林扩张对气候变化的敏感度更高。由于扩张的森林往往出现在现有森林区域的边缘地带——通常也是较干旱的地区——其生长速率对温度和降水的变化更为敏感。这种敏感性表明，热带地区森林扩张所提供的未来碳汇，将在很大程度上取决于气候条件的变化趋势。此外，这也引发了一种可能性：观测到的部分森林扩张可能与气候变化有关，因为气候变化改变了森林适宜生长的区域。这些生态变化可能类似于气候变暖背景下北方森林向苔原的推进，或是红树林物种向盐沼的扩张，而这些变化未必完全是积极的。在多个热带地区，已观测到木本植物侵入草原等原本非森林的自然生态系统；这引发了生态学层面的探讨：究竟何时森林扩张代表着生态恢复，而何时它本身应被视为一种生态系统退化。
仅从气候变化的角度来看，碳固定的增加无疑是件好事，而本研究的发现为“基于自然的解决方案”提供了一条新途径。以往的政策讨论主要集中在保护原始森林和促进次生林再生上，但该项研究结果表明，天然森林扩张也是一条可行的途径。尽管前景可期，但必须强调的是，天然扩张森林所固定的碳量在抵消全球排放方面的贡献相对有限。研究人员估算，这三类森林的自然再生仅能抵消热带森林砍伐与退化所产生排放量的约 18%。而这些由森林砍伐与退化产生的排放，仅占人类活动总排放量的约 12%——人类活动排放主要（88%）源于化石燃料的使用。让森林自然扩张是气候减缓措施中一项经济高效的补充手段，但这不应取代其他的保护与恢复工作，也不应转移人们对化石燃料燃烧这一更严峻问题的关注。
这项研究得益于NASA“全球生态系统动力学调查”（GEDI）任务提供的卫星激光雷达（激光）数据，这些数据能够呈现森林的三维结构。五十多年来，卫星一直在拍摄地球表面图像，监测森林在不同景观中的分布情况。然而，传统卫星只能观测森林的绿度。一旦林冠闭合，便无法区分低矮、固碳量较低的森林与生机勃勃、高耸入云的森林。GEDI卫星搭载的激光雷达技术增加了一个至关重要的维度，能够直接测量森林结构，从而估算包括全球最高大森林在内的各类森林的生物量。
参考文献：
Zhang, Y., Heinrich, V.H.A., Bourgoin, C. et al. Natural forest expansion is a larger carbon sink than secondary forests in moist tropics. Nat. Geosci. (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-026-01984-5