[科普中國]-亞馬孫雨林衰退，北極長出“森林”？這都不是好事！

作者：鞠強

編輯：小柒

經(jīng)歷一個難熬的炎夏，我們終于盼來了降溫的跡象，天氣逐漸變得涼爽，陸續(xù)出現(xiàn)的降雨使此前的干旱得到了緩解（有些地區(qū)過量的降水還給當(dāng)?shù)厝颂砹瞬簧俾闊?/p>

一到了下大雨的時候，一出家門就開啟了“看海模式”。

在炎夏里，不僅我們覺得酷熱難耐，我們身邊的植物也要經(jīng)歷干旱的考驗。城市的綠地和鄉(xiāng)間的田地還能得到人類的“救助”，而面積廣袤、人跡罕至的熱帶雨林如果遭遇旱災(zāi)，情況就會非常嚴峻。一項最新研究提醒我們： 干旱會對森林產(chǎn)生長達數(shù)年的負面影響，影響所及之處也不僅限于森林 [1] 。

來自加州大學(xué)洛杉磯分校、波士頓大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家共同完成這項研究，論文發(fā)表在今年8月初的《自然·通訊》（Nature Communications）上。這項研究第一次量化了干旱對亞馬孫雨林造成的長期影響 [2 ] 。

圖中黃線圍成的區(qū)域為亞馬孫河流域，面積為750萬平方千米。圖片來源：參考文獻[3]

亞馬孫雨林是世界上最大的雨林，面積達550萬平方千米 [3] 。研究人員認為，亞馬孫雨林通過光合作用吸收了人類燃燒化石燃料排放出的大量溫室氣體，成為一個巨大的碳儲存庫。在正常年份里，亞馬孫雨林確實不負眾望，吸收著大氣中的二氧化碳并把碳固定下來。

但是，發(fā)生在2005年、2010年和2015年的3次嚴重干旱，使森林對二氧化碳的吸收會減少，導(dǎo)致森林從大氣中吸收的二氧化碳量少于向大氣中排出的量。這種效應(yīng)，即使是在雨水到來后還會持續(xù)數(shù)年之久。這樣的現(xiàn)象讓人們不得不重新審視亞馬孫雨林在碳循環(huán)中的作用了。

亞馬孫雨林既可以是一個令人欣慰的碳儲存庫， 也可能反過來成為一個巨大的碳排放源 。這不是一個好消息。

基于熱帶降水測量任務(wù)（TRMM）的數(shù)據(jù)生成的圖像，展示出亞馬孫盆地受到2005年嚴重干旱影響的地區(qū)：圖中黃色、橙色和紅色的區(qū)域分別表示發(fā)生輕度干旱、中度干旱和重度干旱的地區(qū)，綠色區(qū)域表示未受干旱影響的地區(qū)。圖片來源：參考文獻[2]

在干旱的情況下，最鮮明的現(xiàn)象就是樹葉的脫落，這將直接降低樹木進行光合作用并吸收碳的能力。同時，由于無法將足夠的水分從根部汲取到高處的葉片，高大的樹木會更易受到干旱的侵襲。在這些高大的樹木死亡并倒下后，會在林冠處留下縫隙。

在干旱的情況下，最鮮明的現(xiàn)象就是樹葉的脫落。圖片來源： pixabay

研究人員使用美國國家航空航天局的冰云和土地高程衛(wèi)星（ICESat）上搭載的地學(xué)激光測高系統(tǒng)（Geoscience Laser Altimeter System），獲得了高分辨率的地圖來反映林冠結(jié)構(gòu)的變化。

他們發(fā)現(xiàn) 干旱對林冠高度產(chǎn)生了顯著的影響 ：在2005年的那次旱災(zāi)中，受災(zāi)最嚴重的地區(qū)的林冠高度在干旱發(fā)生之后一年平均降低了大約0.88米；在其他災(zāi)情較輕的地區(qū)，林冠高度降低得要少一些，但是在有數(shù)據(jù)記錄的2005年至2008年間，林冠高度都在持續(xù)降低。

研究人員以這樣的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開發(fā)出一種分析方法，可以將這種林冠結(jié)構(gòu)上的變化轉(zhuǎn)化成地面上生物量和碳的變化，由此他們計算出在此期間 亞馬孫盆地每年平均失去2.7億噸碳，因此也就無法再發(fā)揮出作為碳儲存庫的作用。

他們同時發(fā)現(xiàn)，亞馬孫雨林一半的降水通過內(nèi)部的水循環(huán)產(chǎn)生，也就是說，水分從植被和地表蒸發(fā)，隨后在旱季凝結(jié)并形成降水，從而帶來雨季。因此，殺死樹木的干旱不僅會增加碳排放，還會直接減少降水并延長旱季的時間，而這會增加未來發(fā)生旱災(zāi)的可能性。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的噴氣推進實驗室的Sassan Saatchi警告說，如果亞馬孫雨林的干旱以2005年、2010年和2015年這樣的頻率和程度發(fā)生的話，那么亞馬孫雨林將在未來最終變成干燥的熱帶森林，這會顯著降低它的貯碳能力和生物多樣性。

如果干旱持續(xù)，亞馬孫雨林將在未來最終變成干燥的熱帶森林。圖片來源：wikipedia

在為亞馬孫雨林擔(dān)憂的時候，直覺告訴我們，我們應(yīng)該祈禱地球能被更多的森林所覆蓋。

然而，在有一些地方，森林多了卻不是什么好事——比如北極。

北極在我們的印象中應(yīng)該是冰雪和北極熊的世界，不應(yīng)該和森林聯(lián)系在一起。但是，由首爾國立大學(xué)、噴氣推進實驗室和科羅拉多大學(xué)博爾德分校等機構(gòu)參與的一項研究發(fā)現(xiàn)， 由于北極地區(qū)碳循環(huán)的加速，原本以苔原為主的北極生態(tài)系統(tǒng)中，開始出現(xiàn)寒帶針葉林的一些特征。 他們觀察到了灌木和樹木向北移動的跡象 [4] 。

加拿大育空地區(qū)觀察到的植被、永久凍土和海岸侵蝕的變化情況（左圖為1987年的圖像，右圖為2007年的圖像）。圖片來源：參考文獻[4]

這項研究指出，北極地區(qū)夏季逐漸升溫，永久凍土的最上層開始融化，使得微生物可以分解其中的有機質(zhì)并向大氣中釋放出二氧化碳 [5] 。 雖然在此生長的樹木會消耗二氧化碳，但是卻趕不上釋放的速度。

通過分析美國國家大氣和海洋管理局在阿拉斯加巴羅觀測站測得的數(shù)據(jù)，研究人員計算出在阿拉斯加北坡苔原生態(tài)系統(tǒng)中，碳儲存在凍土中的時間要比40年前少大約13%，也就是說，那里的碳循環(huán)正在加速。北極的碳循環(huán)處在碳排放和碳吸收的脆弱平衡中，伴隨溫度升高，目前這種平衡已經(jīng)被打破——儲存在凍土中的二氧化碳被釋放出來，使得北極與受到干旱影響的亞馬孫雨林一樣，成為一個巨大的碳源。

亞馬孫雨林正在消失的森林和北極地區(qū)反常出現(xiàn)的森林，都和我們的命運息息相關(guān)。和特朗普總統(tǒng)持相同意見的人畢竟只是少數(shù)，全球氣候變暖已經(jīng)成為大多數(shù)人的共識。情況越來越糟，我們不能坐以待斃。使用清潔能源、保護森林聽起來是老生常談，卻會實實在在地止住我們滑向生態(tài)危機深淵的腳步。

氣候變暖，情況越來越糟， 我們不能坐以待斃。 圖片來源：pixabay

遠隔萬里的北極和亞馬孫雨林因為碳排放被聯(lián)系在一起，當(dāng)然不是好事情。不過，我們不必先擔(dān)心森林從地球上完全消失，因為如果繼續(xù)觀望和爭吵，人類極有可能先于森林而消失。

作者名片

排版：小爽

題圖來源：pixabay

參考文獻：

[1]https://www.nature.com/articles/s41467-018-05668-6

[2]https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-finds-amazon-drought-leaves-long-legacy-of-damage

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Amazon_Rainforest

[4]https://www.nasa.gov/feature/jpl/new-study-the-arctic-carbon-cycle-is-speeding-up

[5]http://advances.sciencemag.org/content/4/7/eaao1167/tab-pdf