一组来自洛桑联邦理工学院和苏黎世联邦理工学院的科学家绘制了全球森林的生物多样性地图。他们的数据与气候预测相结合，揭示了可能支持生态系统保护和恢复工作的趋势。

根据联合国粮农组织最新数据，森林覆盖地球表面40多亿公顷，占地球总面积的三分之一。森林的益处多多：提供原材料、充当碳汇、调节气候、保护地球、为生物多样性提供家园、为人类福祉提供源泉。

然而，最新调查显示，约有31%的树种面临灭绝的威胁。人们正在努力提高森林生态系统的恢复力。但世界上哪些地区正在经历最大的变化?哪些地区应优先保护?哪些树种对气候变化的局部影响最有恢复力?

洛桑联邦理工学院的科学家与苏黎世联邦理工学院的同事合作，试图解答这些问题及其他问题。他们的研究成果发表在《自然通讯》上，为政策制定者和规划者提供了重要见解，有助于指导世界各地的可持续森林管理实践。

超过10,000种树种的详细分布图

在这项研究中，由洛桑联邦理工学院的环境计算科学与地球观测实验室(ECEO)和苏黎世联邦理工学院的两个研究小组共同领导，科学家们将近2600万棵树的观测数据与气候和土壤条件以及地理分散限制的地理空间数据相结合，其中包含了报告的原生范围内的树种。

“我们希望避免预测错误，比如仅仅因为气候适宜就预测在某个地方可以找到某些物种，但实际上这些物种是入侵物种，”ECEO的博士生NinavanTiel说道。研究小组选择了地球上已知的73,000种树种中分布最广的10,590种作为样本，目前排除了较稀有的树种。

“我们纳入了有90条或更多条记录观测值的树木，超过这个阈值，我们的预测模型就会变得足够稳健，”vanTiel解释道。

“就规模和物种数量而言，这是同类研究中规模最大的一项，”ECEO副教授DevisTuia说道。“我们的研究结果概述了整个地球的森林生物多样性，而不仅仅是那些已有充分记录的地区。”

科学家还利用他们的模型预测了2100年不同气候和温度情景下的物种分布。

图亚补充道：“预测未来总是充满不确定性，但我们模型中包含的物种数量之多让我们了解生物多样性将如何随着气候变化而转变。”

这些数据以地图形式汇编而成，展示了全球森林生态系统的惊人多样性。地图上的线条标出了具有相似特征和遗传关系的物种。每个地点都与一组独特的树种和谱系相关——这是历史和环境因素的结果。

苏黎世联邦理工学院环境系统科学系副教授LoïcPellissier表示：“总体研究结果符合我们的预期。”利用这些地图，科学家还可以计算出世界各地不同物种的栖息地面积。

“正如预期的那样，北方森林中的物种分布在广大地区，”佩利西耶解释道。“但我们的模型还显示，某些热带树木的分布范围非常广泛，这与亚马逊盆地中发现的超优势物种有关。”

森林面临哪些威胁?

森林管理本身就是一项艰巨的任务。但快速变化的气候正在改变不同植物物种的潜在分布范围，使这项任务变得更加复杂。

“气候变化正在影响物种组成——在某些地区，气候可能变得不适合目前一半以上的物种生存，而在其他地区，许多新物种可能在未来找到合适的栖息地，”范蒂尔说。

不同地区的树种对这些变化的反应方式存在很大差异。研究小组利用统计模型，绘制出不同树种未来适宜的分布范围。

“我们的地图还远未完成，”图亚说。“未来还需要进一步修改。但它们为森林保护和恢复提供了重要信息，并强调了采取具体措施保护森林生物多样性的迫切需要。”

该研究强调了世界上每片森林在物种组成、土地利用历史和气候变化影响方面的独特性。

苏黎世联邦理工学院教授托马斯·克劳瑟(ThomasCrowther)的实验室与ECEO合作开展了这项研究，他说：“这些研究结果为我们提供了全球森林生态系统的全景图。”

“这些数据可以与当地的观察结果和专家知识相结合，以支持保护和恢复工作。”当地树种名单已经添加到由CrowtherLab开发的数据平台Restor中。