森林具有减缓气候变化的重要潜力，被广泛视为“基于自然的气候解决方案”。基于森林碳协议的碳项目通过植树造林、森林恢复、改进森林经营等方式增加或维持森林碳储量，并通过“碳信用/抵消”机制实现碳汇价值交易，已成为当前气候治理的重要路径。

然而，这类项目发挥气候减缓作用的前提是森林中的碳能够在几十至上百年时间尺度内稳定储存，即具有“永久性”。为应对森林碳的“非预期”损失，现有森林碳协议通常设置缓冲池机制，通过预留部分碳信用作为风险储备，用于补偿因野火、干旱、病虫害等干扰导致的碳损失。但日益加剧的气候变化可能加速森林碳损失并发生“逆转”，即储存在森林中的碳重新释放至大气中，从而削弱森林碳储存的永久性，影响森林碳项目的有效性与市场可信度。因此，如何科学评估森林碳逆转风险并合理确定碳项目缓冲池规模，已成为保障森林碳市场长期稳定运行的关键。

针对这一问题，清华大学地学系武超助理教授课题组领衔国际研究团队，综合运用跨学科研究方法，聚焦当前美国最大森林气候变化减缓项目——加州森林碳项目，绘制了百年尺度森林碳逆转风险的空间显式分布图，评估了碳项目缓冲池规模及其不确定性，揭示了当前森林碳协议显著低估气候驱动碳损失风险。

研究结合美国森林清查数据、森林干扰、气候模拟，构建了两类互补的森林碳逆转风险评估方法，绘制了美国森林在百年时间尺度上因野火、干旱、病虫害等三类自然干扰导致碳逆转风险的空间显式分布图（图1）。研究发现，在未来气候情景下，面临森林碳逆转风险的区域显著扩大，特别是由野火导致碳损失的区域比例预计将从10%上升至33%。其中，爱达荷州、南加州、亚利桑那州和新墨西哥州的大片地区，在未来一个世纪内因野火发生森林碳损失的概率可能高达80%以上。

图1.百年尺度美国森林因野火（a，b）、干旱（c，d）、病虫害（e，f）导致的碳逆转风险（a，c，e未考虑气候变化影响，b，d，f考虑气候变化影响）

研究进一步绘制了全美森林尺度下，为抵消不同干扰导致的碳逆转风险所需缓冲池规模的高分辨率空间显式分布图（图2a-c），可用于指导不同地区森林碳项目缓冲池规模的科学设定。

研究聚焦当前116个加州合规森林碳抵消项目，识别了其面临的碳逆转风险，并定量评估了为抵消未来100年内野火、干旱、病虫害等干扰导致的森林碳非预期损失所需的缓冲池规模。研究估算这些项目所需总缓冲池规模约为8240万吨二氧化碳当量，与当前碳项目中实际缓冲池规模相比，其被低估约6.2倍（图2d，e）。

图2.当前美国森林碳项目缓冲池规模被显著低估（a-c美国森林用于抵消野火、干旱、病虫害导致碳逆转所需缓冲池规模；本研究评估的缓冲池规模与碳项目当前缓冲池规模单个项目尺度（d）与总规模（e）的对比）

研究团队对缓冲池规模评估不确定性进行了系统分析，考虑未来气候变化情景、干扰强度变化、森林受干扰后抢救性砍伐及相关的其他碳库（如长期木制品、枯立木、干扰后植被更新）、缓冲池“动态”模拟等因素，研究发现，当前加州森林碳项目总缓冲池规模仍被低估约2.2至8倍，平均为6.3倍（图3）。

图3.森林碳的永久性风险远高于当前缓冲池所提供的保护

研究成果构建一个用于评估百年尺度气候变化驱动森林碳逆转风险的统一量化框架，为碳信用体系中“永久性”这一问题提供了科学依据，并为森林碳协议方法学更新、基于森林的气候解决方案投资优化以及《巴黎协定》第6.4条机制下相关标准制定提供了重要技术支撑。

研究成果以“森林碳协议低估气候驱动碳损失风险”（Forest carbon protocols underestimate climate-driven carbon loss risks）为题，于5月20日发表于《自然》（Nature）。这一研究是国际团队继2022年在《科学》（Science）发表全球森林气候风险分析、2023年在《自然·地球科学》（Nature Geoscience）发表气候风险对森林碳储存潜力影响、2025年在《自然》（Nature）发表迈向更有效基于森林的气候解决方案综述成果之后，又一项气候风险与基于森林的气候解决方案领域的重要成果。

清华大学地学系助理教授武超为论文第一作者兼通讯作者，美国犹他大学教授威廉·安德雷格（William Anderegg）为论文共同通讯作者。其他合作者来自加州大学欧文分校、大自然保护协会、斯坦福大学等高校和研究机构。研究得到清华大学“笃实计划”等项目的资助。