全球红树林2000-2020年1km分辨率累积碳储量的时空格局与生态意义

《Scientific Data》：Mapping accumulated carbon storage of global mangroves from 2000 to 2020 at a 1?km resolution

编辑推荐：针对全球红树林碳汇能力评估缺乏时空动态数据的难题，北京林业大学团队整合Global Mangrove Watch(GMW)和USGS数据，首次构建2000-2020年1km分辨率全球红树林累积碳储量(ACS)数据集，揭示印度尼西亚等11国贡献68.7%碳储量的空间异质性，为《巴黎协定》NDCs政策制定提供量化依据。

　　在全球气候变化背景下，红树林作为"蓝碳生态系统"的核心组分，虽仅占全球森林面积的0.36%，其单位面积碳汇能力却是陆地森林的4倍。然而，水产养殖等人类活动导致全球红树林面积持续萎缩，每减少1%将损失1996亿吨碳。现有研究多聚焦特定年份的碳储量(Carbon stock)，缺乏反映持续碳汇能力的累积碳存储(Accumulated Carbon Storage, ACS)时空动态数据，制约着《巴黎协定》框架下国家自主贡献(NDCs)的科学评估。

北京林业大学等单位的研究团队在《Scientific Data》发表研究，首次开发2000-2020年全球1km分辨率红树林ACS栅格数据集。研究采用多源数据融合方法：基于USGS 2000年红树林分布数据计算基线碳储量，整合Global Mangrove Watch(GMW)的1996-2020年分布变化数据划分四个阶段（2000-2007/2007-2010/2010-2015/2015-2020），依据IPCC Tier 1方法将碳库分为地上生物量(AGB)、地下生物量(BGB)、死亡有机质(DEAD)和土壤有机碳(SOC)四个子库，结合气候带分类和NDVI数据计算生物量年增量，最终通过空间叠加分析获得ACS动态。

研究结果显示：基线碳储量方面，2000年全球红树林总碳储量为8051 Mt（百万吨），热带湿润区占84.3%（679 Mg/ha），印尼以25%占比居首。时空动态上，2020年ACS增至9330-10766 Mt，墨西哥因恢复政策使贡献率从3.9%升至7%，印度ACS增长近4倍。热点分析发现，印尼苏门答腊和加里曼丹西部海岸持续为"99%置信度热点区"，而刚果盆地热点范围随时间萎缩反映碳汇能力滞后效应。技术验证显示，本数据集与Donato等人热带实测数据（1023 Mg/ha）和Richards的1996年基线（8627 Mt）具有可比性，但高估了澳大利亚等地的幼林碳汇（因未考虑林龄效应）。

讨论部分指出三大创新：首次实现ACS而非净碳储量的全球制图，揭示碳汇能力的动态演变；建立1km分辨率时空连续数据集，精度优于Spawn等人的全球生物量制图；量化政策干预效果，如巴西"蓝色倡议"使ACS年增量达全球第一。不确定性分析表明主要误差源为SOC数据（40.4%）和GMW分布数据（13.8%），通过Sobol敏感性指数确认AGB是影响ACS的最关键因子（贡献率61.2%）。

该研究为红树林保护提供新视角：ACS动态反映生态系统的"碳汇健康状态"，而非常规碳储量的静态快照。数据集已开源（DOI:10.6084/m9.figshare.27759558），支持各国优化NDCs目标，特别是印尼、尼日利亚等碳汇热点国的保护策略制定。未来研究需融合林龄因子和CNN神经网络以提升幼林碳汇估算精度，这对实现"30×30"生物多样性框架下的海岸带生态修复具有重要指导意义。