防微杜渐 有备无患 | One Earth 5月刊论文精选
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地球科学
Earth science
森林在人类历史上一直占有特殊的地位。它们是许多文化和宗教的中心信条，启发了我们的艺术和文学。森林是巨大的自然财富和资源，它们在维护地球健康方面发挥着根本性的作用。因此，并不足为奇的是，几十年来，大多数环境组织的首要议程都聚焦在保护以森林为主体的自然生态系统。
树不成森
几个世纪以来，社会对木材和土地的需求导致了全球北部大片温带森林的消失。近几十年来，不断升级的森林砍伐趋势已经在全世界生根发芽。随着各国迅速发展并寻求农业机会，热带森林（特别是亚马逊河流域）成为环境问题的后裔。作为回应，一系列旨在应对热带森林损失的倡议被发起。在千年之交，很少有人没有听到过保护森林的呼吁，而这样的势头正在增强。然而，在2000年至2018年期间，仍有约3.61亿公顷的森林覆盖面积——占世界森林总面积的9%——消失了。2019年，尽管全球总体森林减少的速率有所放缓，亚马逊地区的森林砍伐却急剧增加，导致众人担心2020年会创下历史新高。野心勃勃的基础设施项目和对棕榈油、大豆和牛肉的持续需求都导致了不断加剧的森林砍伐。在世界许多地区，森林仍然被视为有待收获的作物和经济进步的障碍。
与这种持续的、在许多地方不断升级的环境威胁的现实相反，当下的新闻头条时常充斥着令人难以置信的大规模植树的雄心与努力。在2020年1月达沃斯世界经济论坛（Davos World Economic Forum）上发起的“1万亿棵树计划”（One Trillion Trees Initiative）是一项重新植树活动，它成功的颠覆了那些迟迟不愿意接受这些想法的政府的想象力。与此同时，私营企业也越来越多地致力于植树：微软（Microsoft）承诺在2020年种植25万棵树，万事达卡（Mastercard）计划在5年内再增加种植1亿棵树。
事实上，森林砍伐仍会伴随着如此大规模的植树行动而持续下去，这看上去有些自相矛盾。由于迫切需要实现减少和消除温室气体排放的目标，这种植树热潮实际上旨在提高树木捕获和封存碳的能力所带来的具体效益。换言之，人们对森林砍伐的更广泛影响不太关心。
也因此，这种植树行动难免的招致一些顾虑，认为这些努力可能会削弱保护现有森林及其固有和多样价值的迫切需要。树木的种植，无论其规模大小，本身并不能构成森林，而忽视这一事实可能造成更多的损害而非好处。
丰腴的利润愿景
森林包括树木，但森林的整体价值远远大于树木的总和。森林是复杂的生态系统，已经存在超过3.8亿年。在这段时间里，它们已成为地球地理和气候的一个组成部分；它们积累了丰富的生物多样性；它们是区域和全球水循环的基础；它们塑造了周围的景观，导向了河流的径向，保护了土壤，防止了荒漠化。它们通过提供食物、燃料、住所乃至生计，塑造了社会。当前，全球超过20亿人的日常生活依赖森林，而3亿人则直接生活在其中。
历史上有很多例子表明，通过植树造林将这些不同的价值观移植到非森林地区，并通过在以前的林地上植树（再造林）恢复这些效益。但过去的经验告诉我们，如果忽视森林的复杂性及其在景观中的作用，这类项目通常会遇到挑战，并常常导致实际情况复杂化。中国的“退耕还林”计划是一项令人印象深刻的植树事业：2001年至2016年，森林覆盖面积从5万平方公里增加到10万平方公里，并成功地减少了水土流失，增强了缓解气候变化的潜力。然而，对非本地、快速增长的刺槐种植园（一种比它所取代的草地更渴的树种）的关注，因为其显著减少河流流量和淡水供应，削减了整体的利益。2014年，根据《纽约森林宣言》，100个国家同意到2030年将全球森林覆盖率恢复3.5亿公顷。与许多其他环境目标不同，各国实际上有望超过这一目标。然而，问题已经出现。尽管最初的目的是要创造所谓的“天然林”，但已经进行的大多是快速生长的单一种植，并被用于造纸、纸浆、水果和坚果。从这些种植园中获得的环境和经济效益，已在大层面的碳吸收和生物多样性潜力中被遗失殆尽。
幸运的是，我们开始从过去的错误中吸取教训。新的森林恢复工作正在采取一种景观方法，在这种方法中，实践者正在寻求平衡生态完整性和能够支撑树木的生物群落中的人类福祉。更为综合性的森林景观恢复实践，防止我们错误地将无树景观视为一块空白的画布，而是希望保护和增加树木以外的整体价值。湿地虽然在空间范围上有限，但具有巨大的碳封存能力。农业土壤，如果管理得当，也可以有助于这一努力。不过，天然草原受到善意的造林努力的威胁，许多生活在天然草原上的人面临失去生计的危险。
毫无疑问，植树和补种树木是有价值的，但它们必须做得正确。正如本月Voices所言，树木可以成为基于自然的解决方案的宝贵组成部分，也是应对各种环境挑战的核心战略。但这一战略必须在正确的时间、正确的地点谨慎部署，同时要明白这不是万能药。即使在新种植的树木生根繁茂的地方，也不能保证它们能获得与千年前在老林中发展起来的相同的多种效益和功能。
过去的文明中，因丧失森林而遭受苦难的故事并不少见；而在现代，人们对与森林相关不良后果的担忧也越来越多。人们担心，亚马逊河流域的过度森林砍伐将从根本上改变该地区的水文气候，并导致一个临界点：至此，即使再种植也无法完全恢复整体的生态功能。这样一个单一事件对人们的影响，也许很抽象，很难理解，但其远期的影响，将是复杂和充满不确定性的。正如Seymour在这期的评论文章所强调的那样，如果我们希望保持森林提供的好处，我们就不能依赖种植。保护我们所拥有的是根本的第一步。
将树木视为捕获碳的一个个体，可能会带来一种危险的心态，因为我们会错误的认为树木和森林在空间和时间上都是可移植和可替换的。以这种方式对待森林，而不是将其视为一个复杂的地球生命支持系统，有可能带来灾难性的后果。当我们意识到我们的错误时，重新塑造复杂的森林景观以保护地球和人类的未来将会遥不可及。
随着我们对树木的欣赏和对种植树木的热情在全世界高涨，森林砍伐仍在继续。我们必须认识到，树木不一定能形成森林，并确保重新植树的努力遵循森林景观恢复的原则，而不是简单的无形碳信用。即便我们因为各种经济社会活动，已经对森林欠下了太多的债，但它们仍不遗余力的继续为我们的生活和这个世界提供无可比拟的庇护。
One Earth 5月刊已于5月22日上线
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本期One Earth围绕以森林为主体的自然生态系统。探讨我们需要在正确的时间、正确的地点谨慎部署，正确认识到树木不一定能形成森林，并确保重新植树的努力遵循森林景观恢复的原则。
我们特意为大家精选了发表在 One Earth 2020年5月刊的15篇文章，供大家详细了解。
1. 原创研究：生产全球化使中国出口更加清洁
生产全球化，即企业跨越国界扩展其供应链，为发展中国家通过贸易参与国际生产网络创造了机会。中国被称为世界工厂，专门从事以加工出口为主的装配制造业。公司使用进口的中间投入品进行生产，并在加工或组装后将成品再出口到国际市场。在此，该研究表明，中国加工出口的碳效率高于普通出口。如果忽略贸易异质性的影响，那么中国出口所体现的国内排放将被高估23.4%，中国出口所体现的国外排放将被低估29.3%。如果全球价值链参与度提高10%，尽管中国出口所体现的外国排放量将增加，但中国出口的总碳强度将下降11.7%。
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2. 原创研究：为实现陆地保护的重大胜利，优先保护最接近实现目标的生态区
尽管全球保护区（PA）网络不断发展，但大多数陆地世界的土地转换率仍很高。有必要评估目前的全球保护目标是否能够在所有主要生态系统类型中实现，并确定那些需要紧急保护的目标。利用最近的栖息地转换和保护率以及最新的陆地生态区地图，本文表明，如果过去30年来采取的建立巴勒斯坦权力机构的方法继续下去，到2030年，748个生态区中的558个（约75%）将达不到30%的地区保护目标。一个简单而战略性的收购计划，考虑到人居丧失和巴勒斯坦权力机构扩张的现实前景，考虑到目前的资金限制，到2030年，可将得到充分保护的生态区域数量增加一倍以上。这些结果突出了在2020年后的任何新的全球巴勒斯坦权力机构目标中纳入明确的生态区域代表性目标的重要性。
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3. 视角文章：利用大数据支持全球红树林的保护和恢复
红树林分布在热带、亚热带和一些暖温带地区受保护的海岸线上。这些森林支持独特的生物多样性，并为沿海社区提供一系列好处，但由于大规模的水产养殖、农业和城市化改造，红树林被认为是日益受到威胁的生态系统。科学的进步导致了关于红树林范围、结构和状况的准确和全面的全球数据集，这些数据可以支持生态系统服务的评估，并促进更大的保护和恢复努力。为了提高这些产品的效用和利用率，从这个角度出发，本文概述了这些最近和即将出现的全球数据集，并探讨了将这些新的分析转化为政策行动和实地保护的挑战。本研究描述了一个新的平台，将这些数据集可视化并传播给全球科学界、非政府组织、政府官员和康复工作者，并强调了未来的方向和合作，以增加大规模红树林研究的吸收和影响。
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4. 视角文章：作为人类盛事的全球森林变迁
世界各地的森林正处于一个十字路口，气候和土地利用的变化正在塑造它们的未来。尽管表现出政治意愿和全球努力，但森林丧失、支离破碎和退化仍有增无减。没有明确的证据表明这些举措是有效的。造成这种明显无效的一个关键原因可能在于未能认识到所有利益相关者的代理。景观不会平白无故的出现，需要我们的塑造。森林变迁在生态学之前是社会性的和行为性的。决策者需要在他们的心理模型中整合更好的人的代表性。克服这一障碍的一个可能途径是在政策决定背后引出心理模型，以便更好地代表人的能动性，改变观点以更好地理解不同的观点，并通过明确的变革理论改进战略。游戏可以帮助决策者完成所有这些任务。
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5. 视角文章：复杂适应系统中气候脆弱性的概念化
这一观点为评估复杂适应系统对气候变化的脆弱性提供了一种新的方法。本文的特征侧重于脆弱性的动态性质及其在多维系统、社区或社会发展差异风险中的作用。该文作者扩展了以往的概念，这些概念将脆弱性视为过程状态而不是静态或二进制状态，并指出复杂性和复杂自适应系统理论作为有效脆弱性评估的基础的必要作用。在说明该研究的方法时，作者演示了调制（连通性）、反馈机制、冗余和系统中单个组件对变化的敏感性等因素的重要性。以这种方式理解潜在脆弱系统的复杂性，有助于揭示脆弱性的原因，有助于在复杂适应系统的特定维度内识别和表征潜在的适应缺陷，并为适应提供直接机会。
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6. 视角文章：使杂乱的数据为保护工作
自然资源保护主义者越来越多地使用非结构化的观测数据，如公民科学记录或游骑兵巡逻观测，来指导决策。这些数据集通常很大，而且收集成本相对较低，具有巨大的潜力。然而，产生的数据通常是“杂乱的”，它们的使用可能会产生相当大的成本，其中一些是隐藏的。通过解释数据采集器的偏好、技能和激励如何影响其所包含信息的质量以及释放其潜力所需的投资，我们概述了与杂乱数据相关的机会和限制。本文广泛地从各个科学领域中汲取经验，对观察过程中的要素进行分解，以便在强调跨学科协作的重要性的同时，突出可能的偏差和错误来源。该研究作者提出了一个评估凌乱数据的框架，以指导那些使用这些类型数据集的人，并使他们为保护和更广泛的可持续性应用工作。
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7. 评论文章：在企业气候战略中看到森林和（万亿）树木
最近对树木作为解决气候变化的方法的兴趣激增，在很大程度上是由企业部门推动的。要实现预期的效益，就需要管理土地利用干预措施的风险和权衡，并必须保护现有森林。
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8. 评论文章：先知，利润，证明：社会林业面临压力
社会林业寻求通过当地社区管理森林，以获得自身和国家的利益，但仍达不到既定目标。协调当地对生计机会的关切和问责的需要，需要中介机构在作为一个机构的森林官僚丛林中成功地进行谈判。
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9. 评论文章：海洋森林为我们当前的环境危机提供了独特的解决方案
森林是全球碳循环的关键组成部分，在缓解气候变化和生物多样性丧失的战略中占据主导地位。相比之下，海洋森林的重要性和面临的威胁海带森林是相对低估。然而，增加全球海带森林面积将增强生物多样性，减少二氧化碳排放，减缓气候变化。
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10. 评论文章：危机时期的城市树木：缓和剂、缓解剂和资源
几个世纪以来，树木一直是城市的一部分。它们对人类和环境系统的有形和无形利益在危机时期尤其明显。随着城市的发展和适应气候变化，需要历史、科学和实践方面的专门知识，以确保平等获得城市树木及其效益。
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11. 科普读物：遥感在森林生态与经营中的应用
遥感为应对紧迫的环境挑战提供了宝贵的见解，是推动解决方案的关键工具。这篇文章简要介绍了遥感在森林生态和管理中的重要作用，包括绘制森林生态系统分布图和描述森林三维结构等多种应用。本文也描述了遥感成为重要数据源的六个关键原因，并介绍了用于绘制森林变量多样性图的不同类型的传感器（如多光谱和合成孔径雷达）和平台（如无人驾驶飞行器和卫星）。遥感技术、技术和平台的迅速发展可能导致遥感数据更加民主化，以支持世界上环境问题最为紧迫的地区的森林管理和养护。
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12. 前瞻文章：用凌乱的数据整理保护
在本期One Earth中，Dobson等人讨论“让杂乱的数据为保护来工作”，这是一个紧急的话题，任何行动都不能等待完整的信息。在这里，本文将杂乱的数据与保护的相关主题联系起来，并敦促跨学科拥抱混乱，以加快保护进程。
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13. 前瞻文章：生物多样性保护目标——如何分配资源
在本期One Earth中，Chauvenet等人确定以生态区域为基础的近期保护区分配战略。然而，生物多样性的挑战超出了生态区域。需要更多的资源来最大限度地发挥养护、减缓气候变化、土著社区和可持续土地管理做法之间的潜在共同利益。
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14. 声音：树木作为基于自然的解决方案
在寻求解决可持续性挑战的方法时，人们对基于自然的解决方案越来越感兴趣。在这些呼吁中，有人呼吁在全球范围内种植1万亿棵树，但各方反应不一。在这种声音中，我们询问研究人员树木在减缓和适应全球变化方面的潜在作用，以及在这样做时不损害其他可持续发展目标。
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15. 视觉地球：交换树木
Exchange Tree是Hemlock Hospice的18个雕塑之一，这是马萨诸塞州一个濒临死亡的东部Hemlock森林中的艺术装置，从2017年到2018年。整个美国东北部的东方铁杉都受到50年代引入该地区的一种昆虫铁杉的威胁。Exchange Tree类似于东方铁杉倒下的顶部。参观者，包括研究人员、学生和公众，被邀请使用森林学家和生态学家使用的一种材料——野外标记，将手写信息系在黄色的四肢上。这篇文章的互动性促进了跨学科的交流和公众对气候变化、人类影响和该地区森林未来问题的参与。
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One Earth
Volume 2 Issue 5
May 22, 2020
关于One Earth
作为Cell Press细胞出版社旗下地球科学类的首本期刊，One Earth的创刊标志着我们正式涉足环境科学研究。作为Cell的姊妹刊，One Earth致力于发布顶级原创研究，并通过专业的编辑团队提供公平、快速和严格的同行评审流程（长按识别下图中的二维码访问One Earth期刊主页，了解更多详情）。
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