研究发现，气候变化威胁全球森林碳汇

根据美国林务局数据的一项新分析，气候变化正在以不同方式重塑美国各地的森林。随着气温上升、干旱加剧、野火和疾病爆发对树木造成损害，研究人员警告说，美国西部的森林正首当其冲。

这项由佛罗里达大学生物学研究人员J. Aaron Hogan和Jeremy W. Lichstein领导的研究发表在美国国家科学院院刊。该研究揭示了森林生产力的明显区域不平衡，森林生产力是衡量树木生长和生物量积累的森林健康的关键晴雨表。在过去二十年里，美国西部在应对更严重的气候变化影响时，生产率明显放缓，而美国东部在经历较温和的气候影响后，生产率增长略有加快。

森林在调节地球气候方面发挥着关键作用，每年吸收约25%的人类碳排放。然而，它们储存碳的能力取决于气候变化积极和消极影响之间的微妙平衡。这项研究使用全国范围的森林资源调查数据，对1999年至2020年的趋势进行了建模，分析了非人工林的113，806次测量。

霍根说:“随着森林生态系统对二氧化碳施肥和气候变化等全球变化驱动因素的反应，我们正在目睹森林功能的变化。”“这些驱动因素的未来平衡将决定森林在未来几年到几十年的功能。”

一些驱动因素，如干旱和森林病原体，对生产力有负面影响，但其他驱动因素，如二氧化碳施肥，预计会产生积极影响。这一现象表明，二氧化碳水平的增加通过增加光合作用来促进植物生长，这启发了研究人员更深入地研究其影响。

“美国林务局几十年来一直在监测全美100多万棵树的生长和存活情况，”利奇斯坦说。“我们感兴趣的是看看他们的数据是否像二氧化碳施肥假说所预测的那样，为树木增长率的提高提供了证据。”

虽然美国东部的树木生长与预期一致，但西部地区显示出极端气候影响掩盖了任何积极的增长趋势，挑战了森林碳储存能力将继续增加的普遍假设。

利奇斯坦说:“我们的研究表明，未来对气候和海平面上升的预测可能过于乐观，因为在现实中，生态系统未来储存的碳可能会减少。”“生态系统碳储量的减少意味着大气中碳含量的增加，从而导致气候变暖和加速气候变化。”

研究结果还表明，气候变化不是一种统一的力量，而是一种动态因素，具有特定的区域影响。这项研究阐明了气候变化的程度如何推动森林越过一个临界点。一些森林已经接近或超过气候阈值，使它们成为碳源，而不是从大气中清除碳的汇。

“生态系统固碳不能保证是永久的，它可以通过气候变化逆转，”Lichstein说。“这种逆转已经在美国西部发生，有迹象表明，这种情况也可能发生在世界上其他受干旱影响的地区，如亚马逊。”

将损失归咎于极端事件可能很有吸引力。但是，根据研究人员的说法，美国西部生产力的下降不能归因于树木死亡率的上升。

“我们经常听到美国西部的野火，这些野火杀死了很多树木，并向大气中释放碳，”利奇斯坦说。“但我们的研究表明，由于树木生长率下降，西部森林的生态系统碳损失正在增加。”

由于不利的气候变化影响(包括降水减少)导致树木生长缓慢，该研究表明，即使没有日益加剧的野火，如果不采取紧急行动减少人类温室气体排放，西部森林的碳汇也将继续减弱。

“我们必须拥有与减排相关的健康森林，以恢复全球碳平衡并限制气候变化，”霍根说。

在美国森林中观察到的变化引发了人们对其未来恢复能力和可持续性的担忧。研究人员希望他们的发现强调了政府和行业共同努力减少温室气体排放并尽快实现净零排放的迫切需要。

“我们的结果强调了减少全球温室气体排放的必要性，”利奇斯坦说。“如果没有科学家几十年来一直敦促的减排措施，森林碳汇将可能减弱，这将加快气候变化的步伐。”

这项研究是由美国林务局北方研究站的格兰特·多姆克、密歇根大学的朱凯和佛罗里达大学森林、渔业和地理科学学院的丹·约翰逊共同完成的。

来源: Materials provided by University of Florida. Original written by Lauren Barnett.
注明: Content may be edited for style and length. Journal Reference: J. Aaron Hogan, Grant M. Domke, Kai Zhu, Daniel J. Johnson, Jeremy W. Lichstein. Climate change determines the sign of productivity trends in US forests. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; 121 (4) DOI: 10.1073/pnas.2311132121