中国大规模造林变绿难以越过胡焕庸线
时间：2019-12-11
Nature Sustainability上发表的“China and India leadin greening of the world through land-use management”一文，基于2000-2017年MODIS影像数据，揭示了中国和印度在这一期间明显变绿；其中，中国占全球叶面积净增加的25%。森林对中国变绿的贡献占42%，农田占32%。从该文展示的图中可以看出，中国变绿总体没有越过胡焕庸线。
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中国变绿的空间格局
胡焕庸线是中国湿润区与干旱区的分界线，相当于年均降水量400mm的界限；从黑龙江的黑河开始，穿越大兴安岭、冀北山地、吕梁山、六盘山和青藏高原东部边缘山地，直达云南腾冲。总体上，无论是森林覆盖还是叶面积指数，胡焕庸线以西均无显著变化。森林动态在本世纪以来中国变绿中的作用主要出现在秦岭-淮河以南的地区。在西南地区，无论是叶面积指数还是森林覆盖率都呈显著增加的趋势，这与此前报道的西南喀斯特地区无论是叶面积指数，还是固碳能力同时增加的结果是一致的，体现了植被保护和生态工程的贡献。在东南地区，虽然森林覆盖的变化在局部地区存在轻微减少，叶面积指数仍然显著增加。在秦岭-淮河以北地区，森林覆盖和叶面积指数同时增加的地区包括山西中、南部和陕西中部，这与前人关于黄土高原的研究结果一致。值得注意的是，在黄土高原地区，无论是植被覆盖还是叶面积指数或净第一性生产力的增加都没有越过胡焕庸线。森林覆盖和叶面积指数同时增加的地区还包括燕山、大兴安岭北段、小兴安岭等山地，反映了天然林保育和人工林建设的贡献，这些地区同样地处胡焕庸线以东。最近有研究单独考虑了“三北”地区1981-2013年植被覆盖度的变化趋势，指出黄土高原、东北地区和天山周边是三个植被覆盖增加最为显著的地区；认为1981-2013年植被覆盖度显著增加的区域范围与前文得出的本世纪以来农田叶面积指数显著增加的区域范围大体一致。从其结果可以看出，变绿最为显著的黄土高原东南部和东北平原地区处于胡焕庸线以东。胡焕庸线以西的变绿仅限于天山周边的绿洲农区，且本世纪以来并未出现森林覆盖和叶面积指数显著增加的趋势。对中国变绿空间格局和原因的解读发表于《中国科学：地球科学》中英文版。
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为什么中国变绿难以逾越胡焕庸线？
胡焕庸线是森林区和草原区的分界线。森林的生存需要合适的水分条件。基于Hansen等提供的全球木本植物覆盖度产品，得出中国木本植物覆盖比例随年均降水量的变化，进一步发现只有在年均降水量大于400mm的地区森林覆盖度才能够接近饱和；而在年均降水量小于400mm的地区，森林覆盖度一般在30%以下，且多数在10%以下(图1)。这一事实说明，成规模的森林分布难以逾越胡焕庸线。
图1 基于Hansen等全球木本植物覆盖度产品的中国区域木本覆盖度随年均降水量的变化
季风降雨是中国森林分布的主要保障。前人的研究也表明，东亚夏季风北界的位置在不断变动中，1980年以来也曾向西北方向推进过。东亚夏季风的年际波动能够影响对降水反应迅速的草原植被覆盖和生长，其短暂北移不可能导致森林覆盖度的增加。由于森林的寿命长达近百年、数百年以至更长的时间，森林覆盖响应的更多是长时间尺度的气候波动。中国人工造林也受到胡焕庸线的限制。在胡焕庸线以西的干旱半干旱区，尽管1981-2013年间出现了年降水量的显著增加，人工造林不仅没有导致大范围森林面积的显著变化，也没有导致叶面积的显著变化。相反，这一地区人工造林的死亡率高，对变绿的贡献可以忽略。
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未来气候变化与中国干旱半干旱区植被建设
在全球变暖的大背景下，干旱的区域正在变得更加干旱，而湿润的地区则变得更加湿润，未来干旱半干旱区的范围存在进一步扩张的风险。总体上，未来气候变化不利于胡焕庸线以西的干旱半干旱区植被生长和森林扩展。未来气候变化也对中国干旱半干旱区的植被建设提出了挑战。在气候干旱化的背景下，半干旱区森林已经出现了衰退以至成片死亡。未来干旱半干旱区的植被建设需要考虑气候的适宜性和气候变化的趋势性，总体目标应该定位为大尺度上的植被自然恢复，仅可在水分供给有保障的地点开展局地尺度的人工林建设和维护，而大规模造林不是应对气候变化的良策。
中文版：刘鸿雁. 2019. 中国大规模造林变绿难以越过胡焕庸线. 中国科学: 地球科学, 49(11): 1831-1832
