Spatial accounting of greenhouse gas emissions and removals across global land

地球在呼吸。每天，森林、土壤和其他陆地生态系统从空气中吸收二氧化碳并将其释放回大气中，这种持续的交换调节了我们星球数千年来的气候。人类早已明白燃烧化石燃料会向这个循环中增加额外的碳，从而导致全球变暖，但土地本身的角色要复杂得多。当森林被砍伐时，它会释放储存的碳；当树木生长时，它会从空气中吸收碳。这些相反的力量在全球范围内同时发生，创造了一个净平衡，决定了土地是作为吸收排放的“海绵”，还是作为增加排放的“源”。几十年来，科学家们一直试图测量这种平衡，但他们的工具通常只能提供模糊的国家级图景，无法捕捉到排放究竟发生在何处以及自然究竟在何处进行碳移除的细微细节。如果没有对这些过程清晰的地图，就很难知道哪些土地需要保护，哪些需要修复，以及我们在实现稳定气候方面究竟取得了多少进展。

由世界资源研究所（World Resources Institute）及其国际合作伙伴组成的科研团队的一项新研究，改变了我们看待这种全球交换的方式。通过将高分辨率卫星图像与成熟的碳计数方法相结合，他们创建了迄今为止最详细的全球陆地温室气体排放与移除图谱。他们并没有观察整个国家或地区，而是将地球划分为微小的方块，每个方块大约有一个城市街区大小，追踪了从2016年到2024年的变化。这种方法使他们不仅能看到最终结果，还能看到两股巨大的、相互对立的力量在运作：释放到空气中的巨量碳，以及自然重新吸回的规模更大的碳。他们的研究结果显示，全球陆地目前是一个“净汇”（net sink），这意味着它移除的碳多于排放的碳，但这一积极结果是破坏与增长之间一场微妙且不均衡斗争的结果。

研究人员发现，在2016年至2024年间，世界陆地每年平均排放202亿吨二氧化碳当量。与此同时，植被和土壤吸收了238亿吨。这两个庞大数字之间的差额是36亿吨的净移除量，这一数字有助于减缓地球变暖。然而，情况并非千篇一律。排放高度集中在特定区域。全球陆地释放的所有碳中，有一半来自于仅占排放面积4.5%的土地。这些热点地区通常是森林被砍伐、有机土壤被排水或火灾发生的地方。相比之下，碳的移除则分布得更为广泛。一半的碳吸收量来自于承担碳移除功能的19%的土地，这反映了广袤景观中树木和植物持续且广泛的生长。

这种不均匀的分布意味着应对气候变化的斗争需要两种不同的策略。由于排放聚集在小而密集的区域，通过专注于这些特定的热点地区可以有效地减少排放。防止亚马逊地区的森林砍伐或停止印度尼西亚泥炭地的排水，就能以相对集中的努力产生巨大的效果。另一方面，维持和增强土地吸收碳的能力，取决于维持广泛且弥散区域内的生态过程。这需要管理森林使其能够持续生长，保护现有树木，并允许再生发生。研究表明，许多对于保持碳留在土壤中至关重要的地区，也正是释放最多碳的地方，这凸显了在鼓励新增长的同时保护现有碳储量的挑战。

研究人员还分解了这些气体来自何处以及地表之下发生了什么。植被（主要是树木）是排放和移除的主要责任方。当树木流失时，它们释放碳；当树木生长时，它们吸收碳。然而，土壤也发挥着重要作用。有机土壤（富含碳，常见于湿地和泥炭地）在被排水或焚烧时，会成为持续排放碳的来源。矿物土壤构成了世界大部分陆地，其表现出较小的净碳损失，但这种损失仍然抵消了森林所取得的部分收益。研究还区分了不同类型的森林变化。研究发现，虽然新林很重要，但绝大部分的碳移除来自于原本就在那里、并随着时间推移长得更高更密的树木。这表明，保护现有森林与种植新树同样关键。

这项工作的显著之处之一在于它如何将地面的物理现实与政府报告的数据联系起来。国家报告通常按土地利用类型（如“森林”或“农田”）对数据进行分组，这可能会掩盖驱动变化的具体活动。这种新的框架将卫星观测结果转化为同样的类别，显示出虽然土地利用变化（如森林砍伐）是主要驱动因素，但日常的土地管理——如采伐、轮作或森林再生——创造了一种动态的碳通量，其规模往往大于单纯由土地用途转换引起的改变。例如，在一些管理林中，采伐释放的碳与再生树木吸收的碳达到平衡，形成了一个复杂的循环，而这只有在观察高分辨率数据时才能被看见。

研究还阐明了不同生态系统的角色。热带和亚热带地区是最具动态性的地区，由于快速的森林生长和剧烈的人类活动，它们贡献了大部分的排放和移除。这些地区仍是净汇，但也是损失最严重的地区。温带和寒带地区（位于北美、欧洲和北亚）则是较小但稳定的汇。研究强调，虽然全球陆地汇是应对气候变化的至关重要的缓冲器，但它是脆弱的。这种平衡由植被的持续生长和土壤碳的稳定性来维持，而这两者都可能受到火灾、干旱或土地转型的破坏。

通过以30米的分辨率绘制地图，研究人员提供了一个可以以前所未有的清晰度追踪进展的工具。这种细粒度水平允许监测特定的保护区、原住民领地和河流流域，展示它们究竟储存或释放了多少碳。例如，研究发现保护区和原住民土地是显著的净汇，能够从大气中移除碳，而某些河流流域（如刚果河）目前是净排放源。这种细颗粒度的视角有助于识别哪些保护工作正在奏效，哪些工作存在不足，为验证各国及企业对其气候行动的声明提供了一种方式。

研究人员承认，没有任何测量是完美的。他们的估算依赖于卫星数据和模型，这些数据会对树木生长速度或土壤受扰动时释放多少碳做出假设。他们通过将结果与其他全球性评估进行对比来测试这些假设，并发现存在广泛的一致性，尽管仍存在一些差异，特别是在计算火灾和土壤变化方面。这些不确定性并不会削弱其核心发现：即陆地目前移除的碳多于排放的碳，但这种平衡是由于在全球范围内分布不均的两股巨大的、相互对立的流向所构成的。该研究并不声称已经解开了碳循环之谜，但它以一种此前无法实现的方式，照亮了问题的地理分布。

最终，这项工作为地球的呼吸提供了更清晰的图景。它表明，土地不是一个静态的背景，而是一个破坏与再生并存的、活生生的、不断变化的系统。应对气候稳定的路径取决于理解这种双重性。我们必须减少来自森林砍伐和退化土壤的集中式排放爆发，同时支持广泛、稳定的生长过程，以从空气中抽取碳。通过准确了解这些过程发生在哪里，我们可以做出更好的决策来保护土地，确保它继续作为应对气候变化的重要伙伴。地图不再是模糊的，而是一份详细的行动指南。