當(dāng)前世界氣候變化已經(jīng)使全球生態(tài)環(huán)境接近崩潰的邊緣，若超過全球環(huán)境閾值人類經(jīng)濟社會將和生態(tài)系統(tǒng)一起遭受到嚴(yán)重破壞。為控制氣候變化造成的破壞影響，人類必須保護(hù)和重建區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)。國際社會公認(rèn)覆蓋地球陸地近1/3的森林在應(yīng)對氣候變化方面起著重要的作用，并倡議通過重新造林、可持續(xù)森林管理和減少森林砍伐的方式應(yīng)對氣候變化。但是一個亟待解決的問題是，在何處以何種形式重建森林？

7月5日出版的《科學(xué)》上刊載了蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院克勞瑟實驗室（Crowther Lab）一項關(guān)于全球樹木潛在分布空間的研究 [5]。該研究指出，恢復(fù)森林是目前世界上應(yīng)對氣候變化最有效的解決方案，全球仍有美國國土面積大小（9億公頃）的地區(qū)可以恢復(fù)成森林，且最多可以固定自工業(yè)革命以來產(chǎn)生的2/3的人為碳排放 。

論文的作者之一、克勞瑟實驗室的教授 Tom Crowther 表示：“我們都知道恢復(fù)森林可以應(yīng)對氣候變化，但沒有科學(xué)地認(rèn)識其產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。這項研究清楚地表明，森林恢復(fù)是當(dāng)今最好的氣候變化解決方案，并且證明投入大量的成本是合理的。如果現(xiàn)在就采取行動，大氣中的二氧化碳可以減少多達(dá)1/4，達(dá)到近一個世紀(jì)前的水平。”

世界糧農(nóng)組織曾估計，全球范圍內(nèi)因森林砍伐和森林退化排放的溫室氣體占二氧化碳排放總量的11％左右 [7]。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的最新特別報告建議，必須增加10億公頃森林以限制全球變暖 。

實際上，氣候變化已對森林系統(tǒng)產(chǎn)生日益明顯的影響，例如全球變暖使得森林在全球的分布正向寒冷地區(qū)發(fā)展，熱帶地區(qū)森林則因為愈發(fā)干熱的氣候正在發(fā)生退化。因此，評估未來氣候變化將如何影響全球森林分布已經(jīng)變得迫在眉睫。

傳統(tǒng)的森林分布評估方式是通過判斷某一地區(qū)的樹木冠層覆蓋度是否達(dá)到某一主觀劃定的標(biāo)準(zhǔn)，將其劃分為林地或非林地，例如一個地區(qū)的冠層覆蓋度如果達(dá)到或超過25%則為林地，反之則為非林地 。以往估算全球森林覆蓋潛力的研究已經(jīng)努力將現(xiàn)有植被估計擴展到生物群落或生態(tài)區(qū)域水平，以期提供全球森林退化的粗略近似值 [5]。但是如此對于森林覆蓋率和恢復(fù)潛力的評估方式會耗費大量人力物力和時間，不利于開展全球尺度的大規(guī)模的評估工作和后續(xù)保護(hù)重建行動。

此項研究則通過建立全球相片判讀數(shù)據(jù)庫，利用機器學(xué)習(xí)構(gòu)建了全球森林覆蓋潛力模型，描述了當(dāng)前氣候下全球適宜森林生長的可能區(qū)域，即當(dāng)前地球可以供森林自然生長的區(qū)域。研究表明，在不影響當(dāng)前農(nóng)業(yè)和城市區(qū)域的前提下，全球森林面積仍可以增加1/3。

研究也預(yù)測了環(huán)境變化情況下的森林覆蓋潛力。由于熱帶潛在的適宜生長森林的地區(qū)面積減少，全球森林總量會比現(xiàn)有水平低，這與當(dāng)前最新的大部分模型預(yù)測結(jié)果完全相反。盡管全球變暖會導(dǎo)致低密度森林向更冷的地區(qū)擴展，總森林覆蓋面積會增加，但是高樹木密度的熱帶雨林會有很大可能在氣候變化中持續(xù)減少，被熱帶稀樹草原逐步代替，進(jìn)而導(dǎo)致到2050年的時候，全球潛在森林林冠覆蓋面積將減少2.23億公頃，固碳總量將減少460億噸。

研究還警告即使全球變暖控制在1.5°C的限值，可用于恢復(fù)森林的面積也將在2050年的時候減少五分之一。更糟的是未來土地利用方式的變化會加劇這些結(jié)果。鑒于適宜重造森林的土地面積日益減少，目前迫切需要采取行動應(yīng)對變化中的氣候。

“至關(guān)重要的是，我們要保護(hù)當(dāng)前存在的森林，尋求其他氣候解決方案，并繼續(xù)逐步淘汰經(jīng)濟中的化石燃料，以避免氣候變化的危險后果，”Crowther教授表示 。

盡管有方法帶來的不確定性，該研究認(rèn)為這一基于機器學(xué)習(xí)的模型仍有強大的預(yù)測能力，可以在任何假定的未來氣候模式條件下，預(yù)測無人干預(yù)區(qū)域的森林恢復(fù)潛力。而且全球相片判讀數(shù)據(jù)庫能讓描述任何給定環(huán)境條件下的森林覆蓋潛力變得可行。

圣保羅大學(xué)林業(yè)科學(xué)系的 Robin Chazdon 和 Pedro Brancalion 認(rèn)為該研究清楚地表明：“我們有短暫的窗口期來恢復(fù)全球的森林面積。我們必須采取快速、聰明、整體的全球森林拯救行動。”