碳在森林中停留分析研究VIP专享VIP免费

由于森林砍伐，土地退化和大火，热带森林所覆盖的世界总面积正在减少，这一趋势在过去几年中有所增加1。同时，人为引起的气候变化正在改变热带森林的功能2。在1990年代和2000年代初期，结构完整的热带森林通过光合作用积极地从大气中清除了碳（以二氧化碳的形式），并将其作为生物质存储。这些森林占了陆地碳汇3的大约50％。Hubau等。4《自然》杂志的报道这一全球至关重要的热带碳汇在亚马逊雨林和非洲雨林中都已饱和，但变化方式不同。当通过建立新树和树木生长而获得的碳量大于因树木死亡而损失的量时，森林就充当了净碳汇。在这些情况下，生物量中存储的碳量会随着时间增加。碳利得，损失和储量之间的相互作用决定了碳在森林中停留的时间，即碳滞留时间5。Hubau及其同事在1968年至2015年之间，对11个国家/地区的244个非洲未破坏林地的树木的生长，生长和死亡率进行了监测，并将他们的数据与Amazonia321个林地的相似测量值进行了比较6。这种长期监测对于查明森林生物量碳汇的趋势和驱动因素至关重要，但在协调，劳动力和资金方面尤其具有挑战性，且成本高昂，特别是在热带地区，那里实地难以进入且工作条件恶劣很苛刻（图1）。作者发现，截至2015年的30年中，非洲热带森林生物量中的碳汇是稳定的，而亚马逊热带森林中的碳汇则在1990年左右开始减少（图2）。2）。那么，是什么促使热带碳汇减速，以及为什么亚马逊和非洲热带森林之间存在差异？作者报告了在整个研究期间，两大洲的森林中碳吸收增加的长期趋势，这与大气中CO2浓度的增加相关。他们将增加的收益归因于CO2施肥-随着大气中CO2水平的升高，植物吸收碳的增加。但是，他们发现，自2000年以来年均气温升高和干旱增加，树木生长减少，从而抵消了碳增幅的增长，非洲的降幅小于亚马逊地区。Hubau等。继续表明，非洲的高碳增长持续时间比亚马逊河更长，这是因为升温速度较慢，干旱较少且气温普遍较低（因为非洲森林海拔较高）。而且，与之前的研究6相比，作者能够基于对他们数据的统计分析，将亚马逊地区碳吸收的下降归因于温度升高和反复的极端干旱事件。研究人员没有发现任何大陆上的CO2施肥效应趋于平稳的迹象。尽管作者将这两个大陆的碳增加量下降归因于气候驱动因素，但其他限制因素可能是造成这种情况的原因-例如树木之间争夺光和养分，以及每个大陆上养分的普遍供应。这些因素未在其统计分析中考虑，但随着大气中CO2浓度的持续增加，可能会进一步限制树木生长并削弱汇。这些限制已经从实验中得到了暗示，在该实验中，CO2的大气浓度在生态系统的特定区域内富集了7，但是尚未在高度多样化的，古老的热带森林（例如非洲和非洲的热带森林）中进行此类实验。亚马孙。除了碳吸收的趋势外，Hubau等人。发现非洲的碳损失从1990年代到十年前一直稳定，然后开始增加。相比之下，亚马逊地区的碳损失在1990年代已经开始增加。这种大陆性差异似乎是因为亚马孙地区的树木比非洲森林中的树木生长更快，碳滞留时间更短。二氧化碳施肥可能会提高生长速度和碳收益，但同时也导致更快的损失-CO2-fertilized树木长得快，死得早5，6，因此从长远来看不一定会导致碳汇。作者发现，与长期长期高温和干旱相关的树木死亡导致碳损失增加，并且由于自2000年以来亚马逊河地区升温速度加快，亚马逊河地区的这种影响比非洲热带森林更为明显。对非洲土地进行最严格监控的土地表明，这些森林的碳损失从2010年左右开始增加。作者推断了直到2040年的统计模型，从而表明碳汇在两大洲都将下降。他们估计，到2030年，非洲的碳汇将比2010-15年度降低14％，而亚马逊地区的碳汇将在2035年达到零（也就是说，大气层不会净吸收碳）。但是，这些推断需要仔细地解释，因为它们与全球模型的预测形成鲜明对比，这些预测预测，由于完整热带森林中的CO2施肥，将导致强大且持续的碳汇8。最近报道的模型9考虑养分循环的植被生长图表明，亚马逊森林的碳汇受到土壤中磷的有效利用的强烈限制。Hubau及其同事的研究结果强调，除了营养反馈外，还需要了解影响树木死亡率和森林动态的其他因素，以便将这些因素整合到全球模型中2。那么，完整森林中碳汇的泛热带下降对当前的气候危...