估计数十亿非洲旱地树木的碳储量

树越少，就越重要。在旱地生态系统中尤其如此，分散的树木为当地居民提供了一系列重要的环境服务和利益。事实上，树木将有助于旱地社区实现许多联合国可持续发展目标。有关树木的详细信息对于管理和恢复旱地生态系统，以及了解它们在气候变化时储存碳的作用至关重要，但此类数据一直缺乏。Tucker等人1在《自然》杂志上撰文，通过提供非洲旱地数十亿棵树木的碳储量清单来解决这个问题。

尽管旱地树木不会单独产生可观的生物量或储存大量碳，但它们确实会影响土壤质量和环境的水平衡2。因此，旱地树木生物量有助于防止土地退化和荒漠化，使环境能够抵御洪水和干旱，是食物、饲料、燃料和收入的来源3。此外，由于热带干旱地区的面积如此之大（热带地区45%的地表面积每年降雨量不足1000毫米4），旱地树木中储存的碳总量是全球陆地碳预算的重要组成部分5-7。

旱地树木密度经历局部下降阶段，与恢复期交替出现8,9。这种重新绿化可以源于树苗的种植以及自然再生树木的保存和培育，这种方法被称为农民管理的自然再生10。政策改革使农民能够从土地上的树木中受益，而不是国家森林管理者声称拥有的树木，从而有助于旱地树木覆盖率的增加11，12，帮助各国履行减轻气候变化和保护生物多样性的国际承诺。

为了支持旱地恢复，需要进行监测，以提供国家和区域一级的树木分布、密度、覆盖率、大小、质量和碳储量数据。然而，目前生成此类信息的方法是为森林开发的13，尚未适用于旱地。例如，森林方法通常提供关于总覆盖率的数据，而不描述单个树木的特征；但这种细节对于旱地是必要的，因为树木是孤立的，大小和密度差异很大。更广泛地说，建立和更新国家树木目录需要大量劳动力，但与数据相关的统计不确定性很高。

尽管经常发生火灾，大草原仍能储存碳

Tucker等人旨在通过汇总单个树木的数据来解决这些问题，从而为各国和整个非洲旱地地区提供总体情况——该地区面积近1000万平方公里，从大西洋延伸至红海，覆盖撒哈拉南部、萨赫勒和苏丹北部地区。大多数非洲旱地国家都缺乏此类数据。作者使用人工智能在高分辨率卫星图像中识别树木，绘制每棵树的树冠面积。然后，他们使用一组方程式（通过从各种旱地树种中取样数百棵树而产生）来估计每棵树的叶子、木材和根中储存的碳量。这导致了对约99亿棵树木的估计，这些树木可以加在一起评估整个地区的地上和地下总碳储量。

作者将他们的数据与之前从卫星观测或最新生态系统模型中得出的碳储量估计值进行了比较。总的来说，卫星得出的估计值高于当前研究中的估计值。同样，与塔克及其同事的数据相比，大多数生态系统模型（14个模型中的11个）高估了储存的碳量。这种差异可以通过以下事实来解释：以前的模型没有使用从树木覆盖稀疏的地块收集的数据来开发、训练和验证。

ucker等人通过“查看器”应用程序（见go.nature.com/3ys6nhu）在网上免费获取了他们的数据。该工具绘制了各个树木的位置，详细说明了每棵树的木材、树叶和根中储存的碳量，并为地图上公顷大小的正方形提供了总碳储量（图1）。例如，农民可以利用它来提供其土地上树木所封存的碳的最新数据，从而计算出碳交易计划中应向他们提供的信贷。

图1 |塞内加尔孔布尔的树木目录。Tucker等人1使用机器学习工具分析了卫星图像，以估计非洲旱地近100亿棵树木中储存的碳。可以使用在线“查看器”工具（如图所示）访问这些数据，该工具可以绘制树木的位置，并提供存储在其中的碳的数据。观察者还提供了地图上每公顷面积的碳储量。（改编自参考文献1的图5a。）

作者明确表示，他们的分析是第一步，需要进一步更新。他们希望随着时间的推移跟踪数据，以确定改变生态条件的因素（如干旱和温度异常）、恢复项目以及影响树木生长和提供生态系统服务（包括碳累积）的政策和法规的实施的影响。通过结合小规模实地调查、生态系统模型和低、中、高分辨率卫星图像的数据，并考虑树木生长的生态条件，可以对碳储量进行更准确的估计。

非洲山地森林储存的碳比想象的要多

然而，目前的数据已经成为未来旱地管理的基础。这将需要当地定制的方案来培训关键参与者，如农民、科学家和修复项目管理人员，因为尽管测量树木很容易，但制定下一步促进环境中碳储存的措施却不是。例如，旱地树木经常被砍伐（修剪树枝以鼓励密集的幼树生长，用作燃料或饲料），可能不会以一般方程所描述的方式产生生物量。

塔克及其同事的研究是为获取旱地碳储量的准确数据而迈出的一大步，并为此建立了一个科学工具框架。令人鼓舞的是，随着时间的推移，应该可以改进这些工具，以提供更高的精度。在未来，持续监测也将是有益的，但为了最大限度地发挥作用，需要建立“永久”地块（例如，受流浪牲畜、丛林大火和城市化影响最小的区域），以便对生物量估算方程进行微调，以说明增长率的变化。建立这样的地块可能具有挑战性。

这项研究还提高了人们对持续监测旱地树木的必要性的认识，为旱地恢复项目提供信息，从而帮助各国实现应对气候变化和土地退化的国际承诺。我们希望作者们将保持势头，不断改进其框架，支持全球和非洲的恢复倡议，如联合国生态系统恢复十年、长城和AFR100。

自然615，35-36（2023）