今天發(fā)表在《自然》雜志上的研究表明，隨著大氣中二氧化碳濃度的增加，成熟森林吸收“多余”碳的能力受到限制。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。

ESF可持續(xù)資源管理系助理教授John Drake博士是該論文的合著者，與西悉尼大學(xué)的研究人員合作。

在西悉尼大學(xué)的EucFACE(桉樹(shù)自由空氣中的CO2富集)中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了成熟森林將大氣中二氧化碳濃度增加轉(zhuǎn)化為額外的植物生長(zhǎng)和碳儲(chǔ)量的能力受到限制的新證據(jù)。

二氧化碳(CO2)有時(shí)被稱(chēng)為“植物性食物”，因?yàn)樗侵参锕夂献饔玫年P(guān)鍵成分。由于人類(lèi)排放，大氣中的CO2濃度穩(wěn)定增加，因此有充分的證據(jù)表明植物的光合作用正在提高。使單棵樹(shù)木和迅速生長(zhǎng)的年輕森林暴露于升高的CO2濃度的實(shí)驗(yàn)表明，植物利用多余的碳來(lái)更快地生長(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，森林從大氣中清除了大量碳并加以存儲(chǔ)，這減緩了我們的氣候危機(jī)。”

但是，科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)一直在想，成熟的原生森林是否能夠利用額外的光合作用，因?yàn)闃?shù)木也需要土壤中的養(yǎng)分才能生長(zhǎng)。德雷克參加了第一個(gè)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)適用于成熟的原生森林，以使西悉尼坎伯蘭平原上90年的桉樹(shù)林地暴露于升高的二氧化碳水平。

研究人員將其測(cè)量結(jié)果合并到碳預(yù)算中，該預(yù)算解釋了碳通過(guò)樹(shù)木，草，昆蟲(chóng)，土壤和枯枝落葉進(jìn)出EucFACE森林生態(tài)系統(tǒng)的所有途徑。碳追蹤分析表明，樹(shù)木吸收的多余碳迅速循環(huán)通過(guò)土壤并返回到大氣中，其中約一半的碳由樹(shù)木自身返回，另一半由真菌和細(xì)菌返回土壤中。

“樹(shù)木將吸收的碳轉(zhuǎn)化為糖，但它們無(wú)法利用這些糖生長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法從土壤中獲取額外的養(yǎng)分。相反，它們將糖輸送到地下'喂食'土壤微生物，”霍克斯伯里環(huán)境研究所杰出教授貝琳達(dá)·梅德林博士說(shuō)。

這些發(fā)現(xiàn)具有全球意義：用于預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化的模型以及氣候變化對(duì)植物和生態(tài)系統(tǒng)的影響，目前假設(shè)成熟的森林將繼續(xù)吸收超過(guò)其當(dāng)前水平的碳，作為碳匯。EucFACE的調(diào)查結(jié)果表明，對(duì)于成熟森林而言，這些匯可能更弱或沒(méi)有。

德雷克說(shuō)：“雖然我們不能說(shuō)我們?cè)谶@片澳大利亞森林中發(fā)現(xiàn)的東西直接轉(zhuǎn)化為美國(guó)東北森林，但這些信息對(duì)紐約州的森林有影響。

德雷克說(shuō)：“過(guò)去100年來(lái)，美國(guó)東北部的森林一直在生長(zhǎng)，并提供了重要的碳匯。隨著這些森林向更成熟的狀態(tài)過(guò)渡，不確定性是否會(huì)持續(xù)下去。”

該結(jié)果可能還會(huì)影響由ESF氣候與應(yīng)用森林研究所(CAFRI)的Colin Beier博士領(lǐng)導(dǎo)的紐約州首個(gè)全州森林碳評(píng)估。

“在政策界，越來(lái)越多的森林被視為解決氣候變化問(wèn)題的關(guān)鍵部分，紐約的情況肯定如此。在紐約，森林吸收的碳以及儲(chǔ)存在樹(shù)木，土壤和伐木產(chǎn)品中的碳對(duì)于實(shí)現(xiàn)森林發(fā)展至關(guān)重要。我們國(guó)家的立法目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)凈碳中和。”生態(tài)學(xué)副教授兼CAFRI主任拜爾說(shuō)。

貝爾說(shuō)：“在為紐約開(kāi)發(fā)森林碳核算時(shí)，我們最大的問(wèn)題之一是森林生態(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)，將如何應(yīng)對(duì)迅速變化的環(huán)境。”“這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的研究填補(bǔ)了主要空白并減少了這種不確定性，使我們能夠做出更可靠的預(yù)測(cè)，并為決策者，土地所有者和森林經(jīng)營(yíng)者提供更好的指導(dǎo)。”

德雷克說(shuō)：“在氣候變化的背景下，森林的碳存儲(chǔ)至關(guān)重要。最近在《自然》雜志上的工作表明，隨著大氣中二氧化碳2濃度的增加，成熟的森林可能不會(huì)存儲(chǔ)額外的碳。”

德雷克說(shuō)，尋求恢復(fù)生態(tài)以鼓勵(lì)森林在某些特定地區(qū)生長(zhǎng)將是有益的，“管理現(xiàn)有森林以增加其碳儲(chǔ)量也有可能。”

德雷克(Drake)與朱莉婭·伯頓(Julia Burton)博士，雷內(nèi)·格曼(RenéGermain)博士和拜爾(Beier)同事合作，開(kāi)發(fā)和實(shí)地測(cè)試替代森林管理策略，這些策略可通過(guò)增加森林適應(yīng)氣候條件變化的能力以及從大氣中清除碳的能力來(lái)緩解氣候變化。

伯頓說(shuō)：“我們不是在尋找銀彈。”“氣候智能森林管理可能涉及多種方法。”

德雷克說(shuō)：“成熟樹(shù)木的響應(yīng)能力有限，這表明需要使用不同年齡級(jí)別的樹(shù)木(較年輕的樹(shù)木固存，較老的樹(shù)木儲(chǔ)存碳)和物種，包括可能更適應(yīng)未來(lái)氣候條件的物種。”