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原标题:尽管密歇根的糖枫树能从环境中氮化合物的生长

浏览次数:137 时间:2020-04-05

目前,各国已逐渐认可采取国家自主决定的方式为应对气候变化作贡献,以实现将全球平均气温升幅控制在较工业化前水平2摄氏度之内的长期目标,并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。

7月5日出版的《科学》上刊载了苏黎世联邦理工学院克劳瑟实验室(Crowther Lab)一项关于全球树木潜在分布空间的研究 5]。该研究指出,恢复森林是目前世界上应对气候变化最有效的解决方案,全球仍有美国国土面积大小的地区可以恢复成森林,且最多可以固定自工业革命以来产生的2/3的人为碳排放 5]。

加拿大pc28,计算机模拟显示,在场景一的情况下,尤其是在较温暖的南部地区,糖枫的生长会受到轻微的伤害。第二种情况的结果显示,在所有4个地点和所有的地块上,糖枫树的生长都有显著的显著下降,这些都是用氮肥和未经处理的地块处理的。在两种情况下,增长率的三倍下降是可能的。

联合国政府间气候变化专门委员会提出的未来设想是,到2050年,将气候变化限制在1.5摄氏度以内需要多达10亿公顷的额外森林,同时需要大幅减少能源、交通等方面的排放。

撰文 | 梁 佳

如果森林生长减缓以应对气候压力,那么这些树木将减少二氧化碳的排放,这将加剧气候变暖问题。世界各地的北方森林都是特别重要的碳汇,从空气中去除大量的碳,并将其储存在树木和森林土壤中。

气候危机

2] Griscom, Bronson W., Justin Adams, and Peter W. Ellis et al. 2017. "Natural Climate Solutions". Proceedings Of The National Academy Of Sciences 114 : 11645-11650.doi:10.1073/pnas.1710465114.

Ibanez说,在第二种情况下,糖枫树最终会从密歇根的下半岛消失,尽管这些变化可能会在几个世纪后发生。如果发生这种情况,就可以用橡树-山核桃林取代枫树和山毛榉的北部阔叶林,这种森林更适合干旱的环境,但却不能从大气中去除大量的碳。

为全球行动提供基准

研究也预测了环境变化情况下的森林覆盖潜力。由于热带潜在的适宜生长森林的地区面积减少,全球森林总量会比现有水平低,这与当前最新的大部分模型预测结果完全相反。尽管全球变暖会导致低密度森林向更冷的地区扩展,总森林覆盖面积会增加,但是高树木密度的热带雨林会有很大可能在气候变化中持续减少,被热带稀树草原逐步代替,进而导致到2050年的时候,全球潜在森林林冠覆盖面积将减少2.23亿公顷,固碳总量将减少460亿吨。

在生态学的研究中,研究人员分析了氮沉降、夏季温度和土壤水分对糖枫树生长的综合影响。他们使用了1994-2013年期间收集的1016棵树的记录。

研究发现,恢复树木潜力最大的6个国家是俄罗斯、美国、加拿大、澳大利亚、巴西、中国。

7] "FAO- 新闻报道: 改善数据收集,释放森林储碳潜力". 2019. Fao.Org. .

为了评估人类起源的氮沉降和气候变化对树木生长的综合影响,Ibanez、Zak和他们的同事们使用了来自联邦资助的氮沉积研究的数据,这些数据来自于密歇根的四个硬木森林研究基地,其中一个位于密歇根州佩尔斯顿附近的U-M生物站。

当树木生长时,它通过光合作用将大气中的碳转化为木材。但是直到现在,我们不知道这个星球还能支持多少树木,因此我们也不知道全球的森林恢复努力能从大气中减少多少碳。该研究通讯作者、苏黎世瑞士联邦理工学院生态学家Jean-Francois Bastin告诉《中国科学报》。

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但是随着气候的持续变化,世界范围内的森林也面临着由机动车、发电厂、工厂、农业和其他人力资源所产生的不断增长的氮化合物的增加。这种人源性氮被认为是一种污染物,但对树木也有施肥效应,促进生长。

联合国气候大会前执行秘书Christiana Figueres 表示:这是一个权威的评估,指出了我们在不影响粮食生产或生活的前提下,能在多大程度上恢复树木。对政府和私营部门来说,这是一份极其重要的蓝图。

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这项研究计划于1月17日在《生态学》期刊上发表。研究表明,在未来的几十年里,密歇根的糖枫树的生长速度将会下降。如果对该地区最极端的气候预测被证明是正确的,糖枫树最终将会在几个世纪的时间里从加州的下半岛消失。

近来欧洲正经历今年第一次热浪:法国南部许多地区近期气温高达40摄氏度,多个地区出现红色警报;西班牙北部多地也高达40摄氏度并触发红色警报;在德国,51个观测站出现了6月温度新纪录。

参考资料

了解不同树种对温暖和干燥条件的反应,对于准确预测未来森林的生长至关重要。这一点很重要,因为世界上的森林每年通过燃烧化石燃料,将大约四分之一的温室气体排放到大气中。

因此,这项研究量化了地球能支持多少棵树,它们可能生长于何处,以及能储存多少碳。研究人员发现,在不影响现有城市或农业的情况下,有可能将世界森林面积增加1/3,相当于美国的面积。一旦成熟,这些新森林可以储存2050亿吨碳。

1] Steffen, Will, Johan Rockström, and Katherine Richardson et al.

气候学家和森林生态学家长期以来一直在想,人类产生的氮的肥沃效应是否足以抵消气候变暖、气候变暖所带来的额外压力。这是一个很难回答的问题,之前的研究产生了矛盾的结果。

森林是我们对抗气候变化的最大天然盟友之一。未参与该研究的美国马里兰大学帕克分校碳储存专家Laura Duncanson说。不过,她警告称,这是对恢复森林可能捕获的碳的一个简化分析,我们不应该把它当作真理。

传统的森林分布评估方式是通过判断某一地区的树木冠层覆盖度是否达到某一主观划定的标准,将其划分为林地或非林地,例如一个地区的冠层覆盖度如果达到或超过25%则为林地,反之则为非林地 4]。以往估算全球森林覆盖潜力的研究已经努力将现有植被估计扩展到生物群落或生态区域水平,以期提供全球森林退化的粗略近似值 5]。但是如此对于森林覆盖率和恢复潜力的评估方式会耗费大量人力物力和时间,不利于开展全球尺度的大规模的评估工作和后续保护重建行动。

情景二假设目前的二氧化碳排放水平会持续到未来,导致该地区的极端气候变化:气温上升10华氏度,到2100年夏季降水减少40%。

如果目前的趋势继续下去,到2030年,全球气温可能比工业化前水平高出1.5摄氏度,但森林或有助于遏制这场气候危机。

圣保罗大学林业科学系的 Robin Chazdon 和 Pedro Brancalion 认为该研究清楚地表明:“我们有短暂的窗口期来恢复全球的森林面积。我们必须采取快速、聪明、整体的全球森林拯救行动。”4]

“在陆地上储存的大部分碳都是在森林里,”密歇根大学森林生态学家、环境与可持续发展学院教授、生态学和进化生物学教授唐纳德·扎克(Donald Zak)说。“未来森林的生长将会影响到大气中人类产生的二氧化碳的数量。”这反过来又会对全球气温产生反馈效应。

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