全球30米分辨率森林覆盖及变化数据分享

概要

以2018年全球分辨率分别为30米和500米的森林覆盖与净初级生产力(NPP)产品为基础，在全球范围出发，在气候带和洲际尺度上系统地研究了森林覆盖及其生产力现状的空间分布特征，并探讨了其与全球经济、人口发展以及相关的 forest management policies and targets之间的关联性。

2018年全球森林覆盖总面积达381.5千万公顷，在地球表面版图中占比约25.6%。其中其生态功能价值每年达3528.3亿吨碳含量（单位换算：1PgC=10亿吨碳），占全球植被生态功能总量的约55.44%。不同气候带中森林分布明显不均，在此分布格局下热带地区是覆盖最广、面积最大的区域（达1847千万公顷），占比达到整体森林总面积的48.4%，同时该区域内的生态功能价值也最高。

从不同大洲来看，森林覆盖分布存在显著差异。亚洲是全球森林面积最大的大陆区，在全球总面积中占比高达30.91%；紧随其后的是南美洲和北美洲，分别占据22.29%和20.11%的比例。就其覆盖率而言南美洲居于首位达到47.66%，之后是欧洲和北美洲分别为36.06%和31.05%。按森林NPP总量排序各大洲依次为南美洲亚洲非洲北美洲欧洲和大洋洲其中南美洲高达11.78Pg C/yr占全球总量的33.39%，而大洋洲仅约为1.53Pg C/yr占比4.33%

全球森林覆盖及生产力整体状况

1.全球森林覆盖现状及主要特征

截至2018年底

2.全球森林生产力状况及主要特征

世界范围内的森林净光合生产量约占所有陆地植被总和的五成多（55.44%）。根据数据统计显示，在过去一年中，世界范围内的森林净光合生产总量达到了35.28万亿碳每年（Pg C yr⁻¹）。单公顷净光合生产量则约为924.85克碳每年（g C hm⁻²yr⁻¹）。从地理分布来看，在高纬度寒冷地区（如北极圈内），该区域单元面积净光合生产量最低；而随着纬度逐渐降低时区范围北移至赤道地区的单元面积净光合生产量逐步提高。其中表现最为突出的是位于热带雨林中的亚马逊热带雨林地区以及东南亚、中国西南部以及刚果盆地等地带的森林区域。

各气候带森林覆盖及生产力特征

全球主要分为热带、亚热带、温带及寒带到四个气候区域。在全球范围内不同气候区域的森林分布呈现出明显的不均衡性，并与温度及降水量之间的关系较为密切。在不同气候区域内测得的森林净初级生产力（NPP）总量及其单位面积值也显示出显著差异。按单位面积计算的森林净初级生产力（NPP）从高到低依次排列的结果显示：热带地区排于首位；此外，在所有地区中占比最低的是北寒带到

1.热带

通过表中的统计数据可以看出

热带地区长期保持高温且降水丰沛，在主要气候带上展现出显著的优势地位，在全球范围内的生产力排名中位居首位（NPP总量达到24.05 Tg C·年⁻¹），占全球总产量的比例高达68.17%（即每平方公里约为1302.57克碳）。从地理分布来看，在南美洲亚马逊盆地的森林生态系统中单位面积生产力最高，在东南亚次之，在非洲刚果盆地则略低于上述地区

2.亚热带

亚热带地区的森林面积约为3.83亿公顷，在全球所有森林总面积中占比约10.04%。这些森林主要由常绿阔叶林和硬木常绿林构成，在中国北部地区如秦岭-淮河以南及南岭以北广大区域分布着较多的落叶树种。常绿阔叶林是由分布有较多常绿阔叶树种所形成的地带性林类之一，在亚热带地区具有重要的生态地位。这种类型的森林主要分布在亚洲的中国长江流域南部、日本列岛南部以及北美洲东南端等地区，在南美洲部分地区也有分布记录。其中中国长江流域南部地区的常绿阔叶林最为丰富和典型丰富

亚热带森林群落的总氮磷碳输出速率为3.52 petagrams of carbon per year（含氮磷碳输出量），在全球所有森林群落中所占比重约为9.97\%（占全球所有森林群落中的比例）。此外，在单位面积上（square meter），该区域群落的碳氮磷输出速率为918.86 grams of carbon per square meter per year（每平方米）。值得注意的是，在中国南方地区的群落在这一指标上表现更为突出（显著高于），而与之形成鲜明对比的是北美洲东南端地区的群落特征（相对较低）。

3.温带

温带的森林覆盖面积为5.87亿hm2，占全球森林总面积的比例为15.40% 。

从地带分布的角度来看，在由北向南的方向上主要可分为寒冷至温暖地带的冷杉阔叶林、温带森林群落中的混交类型以及暖湿气候区的夏绿阔叶林三大类型。其中，温带森林群落中的混交类型与夏绿阔叶林共同构成了温带主要森林类型的两大组成部分。值得注意的是，在北纬40°至60°范围内的欧洲西部、北美东部以及东亚地区等区域中分布着较为典型的温带混交林与夏绿阔叶林两种类型。这些区域中的夏绿阔叶林不仅呈现出明显的季节特征——秋末冬初时枯黄退去后迅速返青萌发（注：此处需根据具体植物物种进行详细描述），更能在北半球海洋性气候显著影响下实现全年绿色状态覆盖

温带森林群落年均净生产力（NPP）总量达到3.85万亿克/公顷·年（Pg C yr⁻¹），占全球森林群落总体NPP总量的约10.92%；单位面积群落年均净生产力为655.89克/平方米·年（g C m⁻²yr⁻¹）。该数值受限于气温与降水量等因素的影响而低于热带及亚热带地区；具体数值通常在300至1100克/平方米·年（g Cm⁻²yr⁻¹）之间波动。

4.北寒带

北寒带地区的森林覆盖面积约为9.98亿hm²，在全球所有陆地生态系统中占约26.16%的比例。以冷杉为主导的针叶林是该地区最主要的植被类型。这些树木大多适应极端寒冷环境，在地球 northern hemisphere 的中高纬度地区广泛分布。受气候变暖影响显著，这一林区整体呈现边界不断向北扩展的趋势，并侵入原先属于冻土区的地界；与此同时南方则逐渐被温带阔叶林取代。在北极苔a与温带大陆之间存在一条宽广至1300公里的苔a-针叶林过渡 zone（即著名的西伯利亚苔a-针叶林），这条区域沿纵向延伸达1650公里，在北极圈内可一直延伸至俄罗斯北部附近的赫德森湾地区；在此区域内苔a-针叶林植被平行于北极圈向南呈东西走向发展。

由于低温影响使得北寒带区域的单位面积净生产力（NPP）水平较低，在区域内从北方到南方各点的单位面积NPP均未超过600 g C m⁻²yr⁻¹。值得注意的是，在该区域东西向范围较广，并且总面积达较大规模，在这一范围内计算得出的总净生产力达到了3.86 Pg C yr⁻¹，并占据了全球净生产力总量的约11%。

各大洲森林覆盖及生产力现状

从各大洲统计数据显示来看，在全球范围内各大陆区的森林覆盖率呈现出明显的差异性。其中亚洲地区拥有着最高的森林覆盖率。据统计数据显示，在全球总面积中亚洲地区的森林覆盖占比达到30.91%，这一比例位居首位。紧接着是南美洲与北美洲地区的森林覆盖率水平相对较高，在各自的大洲面积中分别占据了22.29%和20.11%的份额。相比之下大洋洲地区的森林覆盖率则相对较低仅有约3.6%，这与其地理面积相对较小的特点紧密相连。从具体的国家层面分析发现拉丁美洲地区整体表现最为突出其中南美洲国家群落的平均森林覆盖率高达47.66%，位居世界前列随后是欧洲与北美洲地区的平均值分别为36.06%和31.05%。而亚洲地区的平均值则为26.46%，非洲与大洋洲地区的平均值则分别达到了17.00%和16.07%，整体呈现区域间差异较大的现象

按森林NPP总量从高到低排列分布的情况来看，全球各大洲依次为：南美洲居首；随后是亚洲、非洲、北美洲、欧洲和大洋洲；其中南美洲以11.78 Pg C yr-1的最大值占据全球总量（约33.39%）；而大洋洲仅达到最低水平：1.53 Pg C yr-1（约占4.33%）。在单位面积上进行比较时发现：南美洲最高达1385.73 g C m-2yr-1；其次是非洲（558.46 g Cm-2yr-1），随后是大洋洲和其他地区的数值较低。值得注意的是，在全球热带雨林分布较为广泛的南美洲地区占据约22.29%的森林面积却贡献了整体产量高达三分之一的比例；相比之下，在北美地区虽然覆盖了约15.11%的总面积；但其对应的生产力仅占全球总量的三分之一多一点（约13.44%），这一现象主要与其北半球寒带地带生态条件较为恶劣有关。

1.非洲

在2018年时，非洲大陆仅占全球森林面积的大约13.47%（相当于约51,4亿公顷），而这一区域也占据了整个非洲大陆大约17%的面积，在全球范围内仅排名为最低覆盖区域之一。然而，在生物多样性保护方面扮演着举足轻重角色的是非洲大陆独特的生态系统——这里栖息着约4,5千种独特的热带及亚热带物种类型，并且这些物种仅占全球遗传物种库的大约25%，这凸显了其在全球生态安全体系中的关键地位。

非洲主要生态区分布于非洲中部及南部地区。刚果盆地是全球第二大热带雨林景观所在地，并与科莫埃与塔伊两大原始森林群落具有代表性，在全球热带雨林景观保存最为完好的区域之一。
此外，在南部非洲的卡拉哈里盆地及西部沿海地带由于长期干旱少雨而面临过度砍伐威胁，在全球荒漠化加速最快的区域之一。
东非则以热带草原气候为主导，在其内部仍分布着少量原始山地森林。
而北非大部分地区属于热带沙漠气候，在西北部的地中海沿岸则有亚热带常绿硬叶林分布。

非洲森林年均生产力（NPP）总量达6.09亿吨碳每年（Pg C yr-1），约占全球热带雨林总生产力的17.25%，单位面积生产力为每平方米年均约1184.26克碳（g C m-2yr-1）。从空间分布来看，则呈中部较高、向南北方向递减的特点。其中非洲刚果盆地是全球热带雨林的重要分布区域之一，在该区域内每平方米年均森林NPP产量超过全球平均水平。

2.亚洲

根据调查数据显示

西亚和中亚地区的森林覆盖总面积约为0.21亿公顷，在亚洲总林地面积中仅占1.78%，是亚洲林地面积最少的区域之一。南亚与东南亚地区的总面积约为37,400万公顷（即约374亿公顷），占亚洲总林地面积的约31.72%。南亚地区的人口密度极高，在该区域内人均拥有约0.05公顷的森林用地空间（相当于全球人均水平的十分之一）。东南亚地区的热带雨林资源极为丰富，在全球热带雨林分布格局中占据重要地位。北亚地区的总面积约为53,300万公顷（即约53,300万公顷），占亚洲总林地面积的大约45%，主要分布在西伯利亚和俄罗斯远东地区等次生生态系统较为发育的地方，在乌拉尔山脉以东及阿尔泰山脉北侧等地域特征明显。该区域的主要植被类型是典型的针叶林生态系统的分布地带。东亚地区的总面积约为2,520万公顷（即约25,200万公顷），占亚洲总林地面积的大约21%左右。东亚地区从热带到寒带形成了连续的地被带结构，在这一区域内集中分布着具有典型自然分带特征的各种植被类型群落：包括季雨型热带雨林（常绿阔叶混交林）、暖温带常绿阔叶纯林、寒温带落叶阔叶混交群落以及低纬度区常见的针叶树林类群落等

关于NPP的情况来看，在东南亚及中国南部地区表现更为突出。相比之下，在亚洲北部和北亚地区由于林地广阔但单位生产力偏低的缘故，在该区域的表现相对欠佳。值得注意的是，在整个亚洲地区拥有大面积的林地使得总生产力水平相当高，达9.10 Pg C yr⁻¹（相当于每年每平方公里），这一数值占全球该指标排名次于南美洲的大约25.78%。此外，在这一地区的平均产量也较低仅为771.32 g C m⁻²yr⁻¹明显低于南美洲非洲以及大洋洲等其他主要区域。

3.欧洲

注

根据统计数据显示，在2018年期间，欧洲地区的森林净光合作用总值约为每一年约2.05太吉尔碳（PgC yr-1），占全球该指标总量的约5.81%。进一步分析表明，在单平方米区域内的净光合作用产量约为每年每平方米约558.46克碳（g C m-2yr-1）。从空间分布特征分析来看，在北部和东部地区的每平方米净光合作用产量相对较低，在西部和南部地区则显著较高。

4.北美洲

2018年北美洲森林面积占据了76,700,000平方公顷（hm²），相当于全球森林总面积的大约20.11%，在该地区覆盖了大约31.05%的土地面积。位于这一地区的泰加热带雨林区占据了一个广阔的区域范围，在北纬45度至70度之间延伸到了从阿拉斯加一直延续到加拿大南部; 在大西洋沿岸向南延伸至45度以南地区时主要分布着落叶阔叶林，在美国东南部则主要由硬叶常绿阔叶林构成; 此外，在北美大陆西海岸还存在世界上最大的温带雨林区; 多样化的气候条件使得北美洲形成了一个丰富多彩的森林生态系统; 这一生态系统不仅带来了显著的环境效益、社会效益以及经济效益还促进了文化和生态系统的多样性发展

2018年北美洲地区的森林净生产力总量达到了4.74 Pg C \cdot yr⁻¹，并占全球所有地区树木生态系统的总贡献量约13.44\%。该地区的平均单位面积净生产力水平约为617.85 g C \cdot m⁻² \cdot yr⁻¹，在区域内部呈现明显的南北梯度分布特征：北部区域的该指标相对较低，在南部则显著偏高。

5.大洋洲

大洋洲陆地总面积达8.97亿公顷平方千米（hm²），约占世界陆地总面积的6.00%。主要由澳大利亚大陆构成，在浩瀚的海域中分布着无数个离散的岛屿。这些岛屿主要包括澳大利亚、新西兰以及分布在南太平洋的新几内亚（伊里安岛）、美拉尼西亚、密克罗尼西亚和波利尼西亚三大群岛等。根据统计数据显示，在2018年大洋洲地区的森林覆盖面积达1.37亿hm²；其中约占该地区总陆地面积的16.07%，在全球范围内拥有相对较低森林覆盖率的地区之一。

大洋洲的森林主要分布于南半球的新几内亚半岛中部、大陆南部的新南威尔士地区以及维多利亚南部海岸附近，并延伸至南 Island 的北部地区。

2018年大洋洲地区森林总净光合产量达1.53 Pg C yr⁻¹水平，在全球森林总净光合产量中的占比约为4.33%。该地区的单位面积净光合产量每平方米每年达到约1\,014.15 g C m⁻²yr⁻¹。研究发现，在温度变化、降水量以及其他环境因素综合作用下，该地区单位面积净光合量的空间分布呈现出沿海地区较高、逐渐向内陆地区递减的特点。

6.南美洲

南美洲主要分布于热带雨林气候以及热带草原气候地区，并占据世界上面积最大、片状连续分布的热带雨林区域。根据统计数据显示，在2018年时南美洲地区的森林总面积已达85亿公顷（hm²），相当于占全球森林总面积的大约22.3%，其森林覆盖率为47.66%，位居全球首位。其中大部分区域是亚马逊热带雨林生态系统的主要组成部分，在这里栖息着丰富的物种群落并被誉为"地球之宝库"

在2018年时南美洲地区的森林总净光合作用量（NPP）量达到每平方公里每年约11.78 \times 10^{6}克碳（Pg C yr⁻¹），这一数值占全球范围内的总净光合作用量的约三分之一，并且是各大洲中占比最高的地区；其中单平方千米区域内的平均单位面积净光合作用量达到了每年约 \frac{ }{ } 克碳（g C m⁻²yr⁻¹），这一数值也是各大洲中最高的水平。从空间分布来看，在南美洲北部地区平均每个区域单元的单位面积净光合产量相对较高，在东南部地区则相对较低

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