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巴拿马巴罗科罗拉多岛热带森林的矮树丛。资料来源:biophoto / Alamy Stock Photo。
巴拿马巴罗科罗拉多岛热带森林的矮树丛。 资料来源:biophoto / Alamy Stock Photo。
植物和森林
2020年5月21日晚7:00

热带森林仍然可以在2摄氏度的升温范围内储存“高水平”的碳

黛西邓恩

黛西邓恩

05.21.20
黛西邓恩

黛西邓恩

21.05.2020 | 7点
植物和森林 热带森林仍然可以在2摄氏度的升温范围内储存“高水平”的碳

世界上的热带雨林在未来仍然能够吸收“高水平”的二氧化碳,但前提是它们保持完整,并且全球变暖限制在2摄氏度以上工业化前的水平

这是一个新的发现biwei6868这项研究利用了分布在世界各地的近600个热带森林地点的数据。

然而,如果气温超过2摄氏度,这是全球变暖的门槛巴黎协定——研究发现,热带森林储存二氧化碳的能力将迅速下降。

研究结果表明,“如果我们真的减少排放,就有机会将森林保持在一个安全区域内”,第一作者告诉碳简报。必威手机官网“但消极的一面是,如果我们把全球变暖推过了某个点……那么碳的流失将会更快。”

常绿

周围一个季度所有储存在上面的碳土地可以在热带森林中找到。

森林中的树木在进行光合作用时从大气中吸收二氧化碳——植物吸收二氧化碳的过程是为了制造新材料,如芽、根和叶。这意味着,只要森林保持完整,它们就可以长期充当二氧化碳的“汇”。

然而,气候变化威胁到森林储存碳的能力。

其中一个原因是温度起着关键的作用在调节光合作用。据估计,在热带雨林中进行光合作用的最佳空气温度是在附近23-28C。温度的进一步升高可能会导致光合作用的速率下降,但是这种下降的总体程度——以及它对碳储存的影响——仍然不确定。

气候变化也会增加干旱的风险一些热带森林。干旱能迅速杀死森林树木,导致它们在死树腐烂时释放其储存的碳。

然而,与此同时,不断上升的二氧化碳水平也会促进森林碳储存。这是因为二氧化碳是光合作用的关键成分,因此,如果大气中有更多的二氧化碳,植物就能以更快的速度进行光合作用。(这种现象被称为二氧化碳肥料效应)。

了解所有这些因素将如何影响未来森林碳储存是一项艰巨的任务主要目标气候科学家。

这项新研究通过观察温度和降雨等气候因素如何影响热带森林长期储存二氧化碳的能力来解决这个问题。

第一作者解释说,研究发现,在很长一段时间内,温度成为影响热带森林碳储存的最重要因素马丁•沙利文博士他是哈佛大学统计生态学讲师曼彻斯特城市大学。他告诉碳简报:必威手机官网

“我们发现,白天的温度是影响森林可储存碳量的最重要因素。”

世界观

在这项研究中,作者们旨在更好地理解气候变化如何在数百年的长期范围内影响热带森林的碳储存。

然而,仅仅通过回顾热带森林碳储存的历史记录是不可能做到这一点的,沙利文解释道:

“研究森林的一个问题是,即使有几十年的监测,我们也只是刚刚开始看到碳储存的变化。这是因为树木的寿命真的很长。”

因此,研究人员转而研究了世界各地不同气候条件下生长的热带森林的碳储量与温度和降雨量等因素之间的关系。沙利文解释说:“我们将空间变化视为时间的代表。”

然后,研究人员利用这些信息对未来气候变化将如何影响长期森林碳储量做出预测。

下面的地图显示了热带地区的分布情况森林的情节-定期监测个别树木的地点-包括在分析中。其中包括南美洲的273块(绿色),非洲的239块(橙色),亚洲的61块(紫色)和澳大利亚的17块(粉色)。

分析中包括了热带森林的分布,包括南美洲的273块(绿色),非洲的239块(橙色),亚洲的61块(紫色)和澳大利亚的17块(粉色)。资料来源:Sullivan等人(2020年)

从空间分析来看,研究人员发现,从长期来看,对森林碳储量影响最大的负面因素是最高日温度的增加。

沙利文说,这很有可能是因为,一旦温度超过某个阈值,光合作用的速度就会开始迅速下降。

下表显示了森林碳储量从上到下与日最低气温、最高气温、森林最干燥地区的降水、云量、风速、土壤质地和土壤肥力的关系。

(在图表中,低于零的值表示气候因素和碳储量之间的负相关关系,高于零的值表示正相关关系。)

森林碳储量与日最低气温、最高气温、最干旱地区降水量、云量、风速、土壤质地和土壤肥力的关系。资料来源:Sullivan等人(2020年)

图表还显示了最低温度的增加与碳储量的正相关关系。

这可能是因为,随着最低温变暖,它们就会接近光合作用的最佳温度。然而,最高温度的上升对光合作用和碳储存的负面影响超过了这一影响。

图表显示,在最干燥的热带森林,降水的增加也与更多的碳储存有关。根据这项研究,这是因为更干燥的森林从更多的降雨中获得更多的促进植物生长的作用。

森林炉

作者利用他们关于森林碳储量和最高日温度之间关系的发现来预测未来。

研究发现,2摄氏度的全球变暖可能导致热带森林损失353到490亿吨碳。(作为比较,世界排放366亿吨这相当于100亿吨碳排放。)

碳损失将是最大的亚马逊热带雨林研究发现,其次是亚洲和非洲的热带雨林。

沙利文解释说,这一估计只考虑了温度上升对碳储量的影响,而没有考虑气候变化的其他影响,如干旱:

“如果再加上干旱,可能会产生更多的影响。”

然而,这组作者估计,二氧化碳施肥效应“将部分或全部抵消气温上升对全球热带森林碳储量的影响”。

因此,这组作者得出结论,在气温上升2摄氏度的情况下,热带森林仍将是一个有弹性的碳储存场所。在他们的研究论文中,他们说:

“尽管许多热带森林面临着转化的严重威胁,但我们的研究结果表明,从长远来看,保持完整的热带森林可以在高温下继续储存高水平的碳。”

然而,值得注意的是,二氧化碳的施肥效应可能不像一些估计的那么大,说安雅Rammig教授他是一名研究陆地-地表相互作用的科学家慕尼黑工业大学他没有参与这项研究。她告诉碳简报:必威手机官网

“有几个原因可以解释为什么这种二氧化碳效应可能不会像模型预期的那样强烈。如果是这样的话,那么热带森林的碳损失将会更大。”

限制二氧化碳效应的一个因素是营养的可用性,她说。也就是说,如果森林土壤耗尽了磷等关键营养物质,这可能会限制不断上升的二氧化碳水平能够促进光合作用的程度,从而限制碳储存。

“机会”

该研究还估计,如果气温上升超过2摄氏度,热带森林的碳损失可能会开始加速。苏利文解释道:

“如果我们真的减少排放,我们就有机会将森林保持在这个安全区域内。但消极的一面是,如果我们把变暖推到一个白天气温大幅上升的点,那么碳的损失将更快。”

森林对气候变暖的恢复能力也将取决于人类终结气候变暖猖獗的热带森林砍伐他补充道:

“能够适应这些新的温暖气候的树木需要能够迁移到新的地区。当我们分割森林时,我们正在阻碍这一运动。”

这些发现与发表在《科学》杂志上的一篇研究论文“吻合得很好”自然他说,他们在3月份使用了相同的数据集教授西蒙•刘易斯利兹大学伦敦大学学院他是这两篇论文的作者。(刘易斯也是《碳简报》的特约编辑)。必威手机官网

《自然》杂志的论文发现,热带森林每年从大气中清除二氧化碳的能力已经在下降。路易斯解释说:

“这项新研究提出了一个不同的问题,评估环境因素对原始热带森林的真正长期影响……然而,尽管关注焦点存在几十年和几百年的差异,结果是相似的:两项研究都表明,高温对树木生长不利,干旱对树木死亡率的增加至关重要,亚马逊地区比非洲森林更脆弱。”

Sullivian, M. J. P.等(2020)地球热带森林的长期热敏感性,科学,biwei6868doi 10.1126 biwei6868/ / science.aaw7578

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  • 热带森林仍然可以在2摄氏度的升温范围内储存“高水平”的碳
  • 在气温上升2摄氏度的情况下,热带森林“可以继续储存高水平的二氧化碳”

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