別指望成熟的森林能夠儲(chǔ)存多少二氧化碳了，吸收碳還得靠年輕的樹(shù)木

近日發(fā)表在《自然》雜志上的一篇研究表明，隨著大氣中二氧化碳濃度的增加，成熟的森林在吸收“額外”的碳方面能力有限，這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)紐約州的碳中和目標(biāo)產(chǎn)生影響。

 

約翰·德雷克(John Drake)博士是ESF可持續(xù)資源管理系的助理教授，他與西悉尼大學(xué)的研究人員合作撰寫(xiě)了這篇論文。

 

這項(xiàng)在西悉尼大學(xué)EucFACE (Eucalyptus Free Air CO2 Enrichment)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了新的證據(jù)，表明成熟森林將不斷上升的大氣二氧化碳濃度轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)和碳儲(chǔ)存的能力其實(shí)是有限的。

 

二氧化碳(CO2)有時(shí)候被稱(chēng)為“植物的食物”，因?yàn)樗侵参锕夂献饔玫年P(guān)鍵成分。由于人類(lèi)造成的二氧化碳排放，大氣中的二氧化碳濃度一直在穩(wěn)步上升，并且有充分的證據(jù)表明植物的光合作用也正在上升。此前，有實(shí)驗(yàn)將單株樹(shù)木和生長(zhǎng)迅速的幼林暴露在高濃度二氧化碳下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，植物會(huì)利用多余的碳來(lái)加快生長(zhǎng)。德雷克說(shuō)：“森林提供了廣泛的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。重要的是，森林從大氣中吸收并儲(chǔ)存了大量的碳，這減緩了我們的氣候危機(jī)。”

 

但由于樹(shù)木還需要土壤中的養(yǎng)分才能生長(zhǎng)，所以科學(xué)家們一直想知道成熟的原生森林是否也能夠利用額外的光合作用。因此，德雷克參與了第一個(gè)在成熟原生森林中進(jìn)行的這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將悉尼西部坎伯蘭平原上一片90歲的桉樹(shù)林地暴露在高水平的二氧化碳當(dāng)中。

 

研究人員將他們的測(cè)量結(jié)果整合到一個(gè)碳預(yù)算中，這個(gè)預(yù)算包含了所有通過(guò)樹(shù)木、草、昆蟲(chóng)、土壤和落葉層等所有路徑進(jìn)出EucFACE森林生態(tài)系統(tǒng)的二氧化碳。這種碳跟蹤分析表明，樹(shù)木吸收的額外碳會(huì)迅速在土壤中循環(huán)，并返回到大氣當(dāng)中，其中約一半的碳由樹(shù)木自身返回到大氣，而另一半則由土壤中的真菌和細(xì)菌返回到大氣。

 

霍克斯伯里環(huán)境研究所(Hawkesbury Institute for the Environment)的杰出教授貝琳達(dá)·梅德林(Belinda Medlyn)博士說(shuō)：“樹(shù)木會(huì)將吸收的碳轉(zhuǎn)化為糖，但它們不能利用這些糖來(lái)進(jìn)行額外的生長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法從土壤中獲取額外的營(yíng)養(yǎng)。相反，它們把糖送到地下，‘喂養(yǎng)’地下的土壤微生物。”

 

這些發(fā)現(xiàn)具有全球意義：用于預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化，以及氣候變化對(duì)植物和生態(tài)系統(tǒng)影響的模型目前假定，成熟森林將會(huì)充當(dāng)碳匯，繼續(xù)吸收超過(guò)目前水平的碳。而EucFACE的這項(xiàng)研究結(jié)果表明，成熟森林的碳匯作用可能較弱，或者不存在。

 

德雷克說(shuō)：“雖然我們不能說(shuō)我們?cè)谶@片澳大利亞森林發(fā)現(xiàn)的結(jié)論直接適用于美國(guó)東北部的森林，但在過(guò)去100年里，作為一個(gè)重要的碳匯，美國(guó)東北部的森林一直在再生，隨著這些森林逐漸變得更加成熟，人們開(kāi)始不確定這些森林是否還會(huì)充當(dāng)碳匯的角色。”

 

這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可能影響紐約第一次在全州范圍內(nèi)進(jìn)行的森林碳評(píng)估，這次評(píng)估由ESF氣候和應(yīng)用森林研究所(CAFRI)的科林·貝爾(Colin Beier)博士領(lǐng)導(dǎo)。

 

生態(tài)學(xué)副教授和CAFRI負(fù)責(zé)人Beier說(shuō)：“在政策圈子里，森林越來(lái)越多地作為一個(gè)解決氣候變化的重要部分出現(xiàn)，這在紐約更是如此，森林會(huì)吸收碳，并將碳儲(chǔ)存在樹(shù)木、土壤和木材產(chǎn)品中，而這些吸收掉的碳將對(duì)我州在2050年實(shí)現(xiàn)凈碳平衡的立法目標(biāo)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。”

 

Beier說(shuō)：“在我們?yōu)榧~約制定森林碳計(jì)量時(shí)，我們面臨的其中一個(gè)最大的問(wèn)題就是，森林生態(tài)系統(tǒng)及其對(duì)社會(huì)的諸多好處(包括減少氣候風(fēng)險(xiǎn)等)將如何應(yīng)對(duì)迅速變化的環(huán)境。這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的研究正好填補(bǔ)了一個(gè)主要空白，減少了這種不確定性，使我們能夠做出更可靠的預(yù)測(cè)，并為政策制定者、土地所有者和森林管理者提供更好的指導(dǎo)。”

 

德雷克說(shuō)：“在氣候變化的背景下，森林碳儲(chǔ)存非常重要?！蹲匀弧冯s志最近的研究表明，隨著大氣中二氧化碳濃度的上升，成熟的森林可能不會(huì)再儲(chǔ)存額外的碳。”

 

德雷克說(shuō)，通過(guò)恢復(fù)生態(tài)學(xué)來(lái)幫助某些特定地區(qū)的森林生長(zhǎng)會(huì)有所幫助，“也可以管理現(xiàn)有的森林，增加它們的碳儲(chǔ)存。”

 

德雷克正在與同事朱莉婭·伯頓(Julia Burton)博士、勒內(nèi)·杰曼(René Germain)博士和Beier進(jìn)行合作，制定和實(shí)地試驗(yàn)替代性森林管理戰(zhàn)略，通過(guò)提高森林碳儲(chǔ)存容量來(lái)適應(yīng)氣候條件的變化，以及從大氣中消除碳來(lái)減緩氣候變化的影響。

 

伯頓說(shuō)：“我們不是在找特定的某種靈丹妙藥，氣候智能型森林管理可能涉及多種方法。”

 

德雷克說(shuō)：“成熟的樹(shù)木應(yīng)對(duì)氣候變化的能力有限，這表明森林需要多種年齡階段的樹(shù)木(年輕的樹(shù)木可以吸收碳，年老的樹(shù)木可以?xún)?chǔ)存碳)和物種，包括那些可能更能適應(yīng)未來(lái)氣候條件的物種。”