近日,海南大学生态学院赵淑清教授团队在《Nature Communications》期刊在线发表题为Global impacts of transportation infrastructure on forest degradation and loss的研究成果。
交通基础设施是经济发展的重要支柱,但其扩张也正成为全球森林生态系统的主要威胁之一。全球交通网络预计在2010至2050年间增长超过60%,且大部分扩张集中在发展中国家,而森林作为地球上最大的陆地碳汇和80%陆地生物多样性的栖息地,其健康状况直接关系到气候变化应对和生物多样性保护目标的实现。然而,以往针对交通基础设施对森林影响的评估多局限于区域尺度或单一指标(如森林覆盖率),未能全面揭示全球范围内交通网络对森林结构、功能的多维影响,也缺乏对不同区域影响差异及时间变化趋势的系统分析,这一研究缺口严重制约了兼顾基础设施发展与森林保护的科学决策。
研究团队采用高分辨率遥感数据,创新构建了“逐网格环境匹配估算背景参照值(GEM-BR)”的方法体系,从森林覆盖率、冠层高度、净初级生产力(碳固持能力)和斑块密度(破碎化程度)四个核心指标,系统量化了道路对森林的影响。研究发现,与参照区域相比,道路1公里范围内森林覆盖率降低18.6%、冠层高度缩短2.7m、净初级生产力减少52.2 gC /m2/yr1,斑块密度增加23.0个/km2(图1);道路影响范围可延伸至5km,呈现明显的距离衰减效应,累计造成426万平方公里森林损失,相当于2020年全球森林面积的10.7%。从区域差异来看,全球南方(热带地区占54.8%)面临更为严重且持续加剧的森林退化(2000-2020年),而全球北方影响相对温和,部分区域出现森林恢复趋势;但这种恢复背后隐藏着“生态风险掩盖”问题——道路仍会破坏大型哺乳动物的迁徙廊道、引发生物入侵,且北方的森林恢复在一定程度上源于资源消费的“离岸化”,即把森林退化的压力转移到了治理水平较弱的全球南方。值得关注的是,89%的网格单元在不同指标上呈现出相反的长期变化趋势,这一现象凸显了单一依靠森林覆盖率进行评估的局限性。此外,研究还证实,道路相关的森林退化与当地人类活动强度密切相关,而全球自然保护区对这类退化的抑制能力存在明显不足(图2);同时,道路对森林影响的区域差异,本质上是由社会经济治理选择决定的,并非发展的必然结果,治理水平通过政策、执法力度和发展优先级,直接决定了道路对森林影响的程度与趋势。最后,本研究基于当前道路暴露风险与森林状态,绘制了全球森林优先保护区分布图。
交通基础设施对道路区域(1公里缓冲区)当前森林结构与功能的影响
该研究填补了全球尺度交通基础设施对森林多维影响评估的研究空白,首次系统揭示了道路对森林结构、功能影响的空间格局、时间趋势及区域差异。研究成果不仅深化了对全球道路-森林-人类活动相互作用机制的理解,更为实现《巴黎协定》“2030年前制止并扭转森林砍伐”的承诺提供了关键科学依据,对指导全球交通与森林保护一体化规划、平衡基础设施发展与生态环境保护具有重要的理论与实践意义。
海南大学生态学院周德成副教授为论文第一作者,海南大学生态学院赵淑清教授和美国新罕布什尔大学肖劲锋教授为共同通讯作者,海南大学生态学院刘曙光教授、张良侠副教授,以及中科院地理科学与资源研究所黄麟副研究员、樊江文研究员为共同作者。该研究得到海南省“四方之才”优秀人才团队项目(HNYT20250005)、国家重点研发项目(2021YFB2600100)和国家自然科学基金项目(42571127)的联合资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-69150-4
撰文:周德成,赵淑清
审核:孙仲益、林豪燕