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揭示雨林复苏隐形网络的生态学家 | MIT技术评论

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揭示雨林复苏隐形网络的生态学家

大规模植树计划往往导致不健康的单一树种种植园。生态学家黛西·登特致力于帮助森林自我重建。

作者

• 马修·庞斯福德 档案页面

2026年10月12日

克里斯蒂安·齐格勒

在巴拿马中部的一处研究站，你可以穿越一个世纪的森林变迁，见证幼年树木的灌木地块逐渐演变为成熟森林的教堂般高耸的树冠。苏黎世联邦理工学院高级科学家、森林生态学家黛西·登特负责监督巴罗科罗拉多自然纪念碑内跨越数个世纪的样地序列，其中一些样地的历史可追溯至19世纪。她所监测的树木均未经过人工种植。她绘制地图、测量并追踪每棵新出现的树干，揭示出生命如何从裸露的土地上掀起波浪式复苏。

这类热带雨林是地球最大的陆地碳汇，约占陆地储存碳量的40%。作为国际研究网络的一员，登特正在破译动物与植物之间相互作用的网络，这些网络使某些森林在遭受破坏后能够恢复。目标是提供一种低成本、高影响力的替代方案，以取代通常采用单一树种大规模种植的碳信用交易方案。十多年的研究积累了一系列证据表明，这种大规模的“单一树种”项目可能代价高昂且存在风险——而更具韧性的森林只需几十年就能自然恢复，重新构建能够吸收大量二氧化碳的生态系统。

在巴罗科罗拉多自然保护区，几乎没有比这里更合适的场所来展示这一现象。该保护区覆盖了巴拿马运河建设于1914年淹没区域形成的森林半岛和岛屿。在史密森热带研究所的管理下，几代生态学家积累了超过一个世纪的记录。

这意味着登特可以追溯某些样地在被砍伐用于农业和林业后为何能够恢复，而其他样地却未能恢复的原因。食果动物（包括蜘蛛猴、蝙蝠和鹦鹉）负责在热带雨林中种植超过70%的树木，而登特的数据集可以显示哪些动物通过富含养分的粪便传播种子，从而构建了每片树林。许多生物共同作用，种植出一片70年历史的多样化树林，其树冠正逐渐接近古老丛林令人惊叹的结构和丰富性。相比之下，一片同龄但由单一长寿树种Gustavia superba构成的树林，其狭窄的树干暗示着热带刺鼠几乎完全主导了这片更加单一的森林的形成。

她收集的数据为生态系统何时应自然恢复、何时需要人工干预提供了行动指南。2024年《自然》期刊的一项估计显示，全球约2.15亿公顷森林（面积超过墨西哥）可能实现自然恢复。"热带雨林依赖于这种庞大的互动网络，"登特表示，这种网络包括帮助树木吸收养分的真菌、传粉者和种子传播者等生命形式之间的互动。支持这些关系是培育能够固碳并帮助维持当地社区和野生动物的森林的关键。

填补空白

十年前，当《巴黎协定》在2015年逐步成形时，森林恢复作为应对气候危机的解决方案引发了全球关注。全球领导人纷纷支持重新种植万亿棵树的计划，这源于生态学家托马斯·克劳瑟（Thomas Crowther）指出这些树木能够吸收相当于全球十年碳排放量的潜力。但最大的疑问始终存在：究竟如何才能在银河系每颗恒星的基础上再生出两棵树？

尽管初创公司提出了播种无人机和营养涂层种子炸弹等方案，但登特（Dent）却花了二十多年时间研究当森林自行重建时会发生什么。21世纪初，她作为博士生研究了婆罗洲北部的原始森林，但目睹整个景观因棕榈油种植园被砍伐后感到绝望。她没有选择放弃，而是转向了生态修复。2005年，她作为博士后研究员加入了巴拿马的Prorena项目，这是史密森尼热带研究所与耶鲁大学森林与环境研究学院合作开展的联合倡议，旨在探索如何在砍伐后的土地上最有效地建立多样化的原生森林。

当时，次生森林（在原始森林消失后自然生长的森林）“只是一个相对小众的研究领域”，登特表示。但随着农业和人类基础设施推动的森林砍伐，如今再生森林已占所有热带树冠的70%。Prorena最初遵循常规做法，将苗圃树木移植到牧场，但登特开始质疑是否需要人工种植。2009年，她发表了一篇鼓舞人心的论文，显示当森林自然恢复时，动物种群会迅速恢复。

2010年，她开始在巴罗科罗拉多岛的地块上开展研究，这些地块由开创性美国生态学家朱莉·登斯洛（Julie Denslow）于1994年设立。当时，登斯洛确定了一些已经自然恢复了20到100年的地块，而登特则会添加更年轻的地块以延续这一序列。

康涅狄格大学生态学和进化生物学荣誉教授罗宾·查兹登（Robin Chazdon）表示，该地点不仅提供了关于森林再生的一般数据，还提供了随时间推移的详细人口统计数据。她曾与登斯洛合作设立这些地块。“它能告诉你该地点实际发生的过程，”她说。

例如，之前的研究表明，快速生长的“先锋树种”（在受损土地上最先繁茂的树种）最终会被更大的碳储存树木取代。登特的研究帮助填补了关于这一过程在个别案例中如何发生或未发生的机制空白。例如，在以古斯塔维亚树（Gustavia）为主的区域，牛牧场主种植的顽固草类在其他树木扎根之前就压制了它们。这些草类可以存在150年，阻挡了第二波大型树干树木的生长。

种植还是不种植

2015年，随着大规模重新造林兴趣的兴起，登特发现自己处于有利位置。她当时已经是2ndFor国际研究网络的首席研究员，该网络旨在学习如何最好地管理次生森林。利用从巴罗科罗拉多岛地块收集的数据，团队于2016年在《自然》杂志上发表论文，显示一公顷自然再生的次生森林每年可以吸收的碳是原始森林的11倍，年轻树木在争夺阳光生长时能迅速吸收碳。

然后，在2022年皇家学会发表的一项研究中，Dent及其同事展示了像巴罗科罗拉多岛这样的地点，是无需种植任何种子即可实现的最佳案例之一。这些林窗区域通常被充满鸟类、蝙蝠和其他动物的茂密环境所环绕，这些动物都能帮助树木覆盖层在几十年内恢复古老森林的丰富度和数量水平。通过使用巴拿马和巴西的数据，Dent在2024年发表后续研究，显示树冠覆盖率仅达35%的区域也能恢复成森林。

“拥有这些长期测绘的森林样地真的非常有价值，”耶鲁大学热带森林生态学教授Liza Comita表示，她正在与Dent合作将研究成果转化成实际行动。“它提供了非常理想的研究基础设施，你可以在其基础上构建项目。”

在巴拿马，Dent与非营利组织和碳信用计划合作，加速森林恢复进程。他们绘制了连接森林碎片的走廊，并制定了在“寂静森林”中重新引入动物的计划，这些森林已经失去了大部分野生动物。他们还在种植能加速生长的树种——Comita称之为辅助自然再生。Dent表示，虽然让林地自然恢复看似是更简单的选择，但并非所有地方都适用，因为许多地点已经严重退化。

这些林窗区域通常被充满鸟类、蝙蝠和其他动物的茂密环境所环绕，这些动物都有助于树木覆盖层恢复古老森林的丰富度。

两人正在与总部位于伦敦的碳信用初创公司Ponterra合作，为巴拿马南部一个地区开发解决方案，该地区残留的森林沿着废弃牧场的边缘分布。Comita解释称，这类地点几乎总是需要一些干预措施。许多地点需要人工干预，例如进行补植。

Dent表示，Ponterra等项目目前提出的问题更贴近她自己的研究。例如，他们想了解牧场主为了给牛遮阴而留下的孤立树木是否有助于加速场地再生。这些见解可以帮助Ponterra出售高质量的碳信用额度，并避免新种植林地可能遭遇的尴尬困境——比如因管理不善而被烧毁。虽然碳信用额度每吨二氧化碳当量最低只需5美元，但像微软这样的企业巨头（Ponterra的客户之一）却为高质量的碳移除支付了超过10倍的费用。

在许多地方，自然再生都能取得良好效果。根据巴西恢复与再造林观测站的数据，目前巴西已有数百万公顷的热带雨林正在自然恢复。然而，Dent对为何负责大规模项目的负责人仍认为最有效的解决方案是强加人类意志于景观的做法感到困惑。

对话可能正在发生转变。随着干旱席卷拉丁美洲，政策制定者和碳信用提供者可能被迫正视标准化种植园的缺陷。“当发生极端事件如干旱、洪水、极端高温或病原体时，系统的韧性会大幅降低，”Dent表示。她认为即将到来的“超级厄尔尼诺现象”可能成为转折点：“我认为人们越来越认识到，我们不能只种植树木。我们必须重建整个系统。”

Matthew Ponsford是基于伦敦的自由撰稿记者。

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