Google DeepMind 联合 WRI 与 IIASA 发布全球 10 米分辨率森林类型地图 ForTy 2020

2026年10月22日 研究

Maxim Neumann 和 Charlotte Stanton

一张全新的10米分辨率地图显示，世界上的哪些森林是天然的、人工种植的或农业种植的，以及它们如何随时间变化

保护地球上的森林始于一个简单的问题：我们眼前的是哪种类型的森林？从太空看，一片原始雨林、一片桉树种植园和一片油棕庄园可能看起来是同一片绿色。但它们所储存的碳和生物多样性却大不相同。将它们区分开来，并了解每一片区域随时间如何变化，就能告诉我们哪些地方的保护正在奏效，哪些地方的天然林正在被转化为种植园和农场。

今天，Google DeepMind 和 Google Research 携手世界资源研究所（WRI）和国际应用系统分析研究所（IIASA），共同发布森林类型（ForTy）2020——一张全球地图，将地球上每一块10×10米的土地划分为六种不同的森林和土地利用类型，为欧盟的森林砍伐法规提供了关键基准。与此同时，我们还分享了一份早期时间序列，追踪这些森林在2017年至2025年间每年的变化，包括天然林被种植园或农场取代的地方。用户首次可以在全球范围内以10米细节、逐年查看：不仅能看到森林在哪里消失，还能看到取代它的是什么——木材种植园、树木作物农场还是其他土地。

为什么“树木覆盖”还不够

所有森林都储存碳，而且森林共同承载着世界上大多数陆生植物和动物物种。但森林的生态价值也取决于它的历史：一片从未被砍伐的原始森林所储存的碳和生物多样性，远高于每十年或二十年就被采伐一次的单一种木材种植园。

大多数全球地图只显示树木是否存在。这对那些试图保护天然林的人来说是一个挑战。例如，欧盟的《无森林砍伐产品条例》（EUDR）要求咖啡、可可或棕榈油等产品不得源自2020年为森林、此后被转为农业用途的土地。同样，家具等木制品也必须避免森林退化：它们不能来自此后被转为种植园或人工林的原始森林，也不能来自此后被转为种植园的人工再生林。因此，企业和监管机构不仅需要知道树木在哪里，还需要知道它们形成的是哪种森林（原始林还是再生林、人工种植还是种植园、森林还是农场），以及在采伐后是什么取代了那片森林。

去年，我们联合发布了2020年全球天然林——一张10米分辨率的全球地图，将天然林与所有其他树木覆盖区分开来。它提供了一个起点，帮助企业和监管机构执行欧盟森林砍伐法规，并支持商品生产商履行其不转化天然林的承诺。那张地图为每一块土地回答了一个问题：它在2020年是否是天然林？ForTy 更进一步，显示了那里是哪种森林——从原始林到木材种植园再到树木作物，并且通过新的时间序列，展示了它每年如何变化。

ForTy 如何对世界森林进行分类

具体而言，ForTy 根据联合国粮食及农业组织（FAO）的定义，将土地分为六个类别：

1. 原始林：没有明显人类干扰迹象的原生森林。
2. 自然更新林：自行恢复生长的森林，例如在伐木或火灾之后。
3. 人工林：由人种植或播种，并通过长期周期管理的森林。
4. 种植园林：生长迅速、集约经营的林场，通常为单一树种。
5. 树木作物与农林复合经营：种植非木材产品的农场，例如油棕、橡胶、可可或水果。
6. 其他土地：其余所有类型，从草地和农田到城市和水域。

训练我们的ForTy模型具有挑战性，因为这些类别在一定程度上取决于土地如何使用，而不仅仅是它看起来如何。为了教会模型区分差异，我们构建了一个大规模的森林类型样本集合，包含约170万个标注地点，来源包括专家调查、国家和地区数据集，以及对模型表现困难地点的针对性复核。该模型采用为遥感数据挑战设计的自定义架构，并将AlphaEarth Foundations嵌入作为关键输入，这是对每个10米像素多年卫星观测的数据紧凑摘要，因此它能发现种植模式、生长周期和采伐节律等细微线索。

对地图进行检验

地图只有让人们信任它才有用。因此，我们与IIASA和WRI合作，在全球9000多个随机选择的地点对ForTy进行了验证。在每个地点，两位经过培训的专家研究高分辨率图像和多年卫星记录，以确定那里实际是哪种土地类型。ForTy有90%的时间选对了森林类型，有95%的时间将森林与非森林土地区分开来，表现优于其他全球森林地图。

除了准确性之外，我们知道全球保护并非一刀切。ForTy不是为特定地块给出是或否的标签，而是为每个类别提供概率分数，使用户能够根据区域背景和特定应用的精度权衡来调整分类。例如，一家根据EUDR评估毁林风险的公司可能会设置严格阈值，只接受模型高度确定的像素，以避免监管风险。与此同时，一位估算森林总范围的研究人员可能会使用完整的概率谱系，以更全面地了解潜在景观。

从单一时间快照到变化的故事

单一年份的地图是有用的基线，但森林会变化。我们的新发布的早期时间序列将类似方法应用于2017年至2025年的每一年。它不仅显示森林消失和重新生长的地方，还显示发生了何种变化：例如，天然林变成木材种植园，或废弃土地慢慢再生为森林。

这种区分之所以重要，是因为一些最重要的变化很难从太空中看到。当天然林被砍伐并重新种植为人工林时，这片土地很快又会变绿，因此标准的树木覆盖地图可能捕捉不到这种变化。ForTy 的时间序列让这些隐藏的变化变得可见，无论是损失还是增加。

接下来是什么

Forest Typology 2020 地图 [已在 Scientific Data 中描述] 和新的时间序列现已根据开放许可在 Google Earth Engine 上免费提供。我们希望政府、公司、保护组织和科学家能够利用它们来帮助建立无森林砍伐的供应链，将森林资金引导到最需要的地方，并保护最重要的天然林。在接下来的几个月里，我们将与合作伙伴和用户一起持续改进时间序列，我们很想了解您如何使用它。ForTy 是我们在 AI for Nature 研究 portfolio 的一部分，该研究包括绘制森林丧失的驱动因素、预测森林砍伐风险、模拟全球物种分布以及实地监测生物多样性。ForTy 也是 Google Earth AI 的最新成员，这是 Google 的地理空间模型和数据集集合，旨在帮助应对地球上最关键的环境挑战。

致谢

这项工作由 Google DeepMind 和 Google Research 与 World Resources Institute 和 International Institute for Applied Systems Analysis 共同开发。我们要感谢我们的共同作者 Anton Raichuk、Peter Potapov、Myroslava Lesiv、Matthew Overlan、Mélanie Rey、Ravindran Rajakumar、Michelangelo Conserva、Radost Stanimirova、Michelle Sims、Sarah Carter、Elizabeth Goldman、Yuchang Jiang、Linus Scheibenreif、Ivelina Georgieva、Maria Shchepashchenko、Steffen Fritz、Nicholas Clinton、Dan Morris 和 Drew Purves，以及帮助改进地图的受信任测试人员。