亞馬孫雨林衰退，北極長出「森林」？這都不是好事！

    　鞠強 發表於  2018-09-04 11:59

　　|· 本文來自「我是科學家」·|

　　經歷一個難熬的炎夏，我們終於盼來了降溫的跡象，天氣逐漸變得涼爽，陸續出現的降雨使此前的乾旱得到了緩解（有些地區過量的降水還給當地人添了不少麻煩）。

　　

　　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歷乾旱的考驗。城市的綠地和鄉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，情況就會非常嚴峻。一項最新研究提醒我們：乾旱會對森林產生長達數年的負面影響，影響所及之處也不僅限於森林[1]。

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

　　

　　圖中黃線圍成的區域為亞馬孫河流域，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並把碳固定下來。

　　但是，發生在2005年、2010年和2015年的3次嚴重乾旱，使森林對二氧化碳的吸收會減少，導致森林從大氣中吸收的二氧化碳量少於向大氣中排出的量。這種效應，即使是在雨水到來后還會持續數年之久。這樣的現象讓人們不得不重新審視亞馬孫雨林在碳循環中的作用了。

　　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。

　　

　　基於熱帶降水測量任務（TRMM）的數據生成的圖像，展示出亞馬孫盆地受到2005年嚴重乾旱影響的地區：圖中黃色、橙色和紅色的區域分別表示發生輕度乾旱、中度乾旱和重度乾旱的地區，綠色區域表示未受乾旱影響的地區。圖片來源：參考文獻[2]

　　在乾旱的情況下，最鮮明的現象就是樹葉的脫落，這將直接降低樹木進行光合作用並吸收碳的能力。同時，由於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乾旱的侵襲。在這些高大的樹木死亡並倒下后，會在林冠處留下縫隙。

　　

　　在乾旱的情況下，最鮮明的現象就是樹葉的脫落。圖片來源： pixabay

　　研究人員使用美國國家航空航天局的冰雲和土地高程衛星（ICESat）上搭載的地學激光測高系統（Geoscience Laser Altimeter System），獲得了高解析度的地圖來反映林冠結構的變化。

　　他們發現乾旱對林冠高度產生了顯著的影響：在2005年的那次旱災中，受災最嚴重的地區的林冠高度在乾旱發生之後一年平均降低了大約0.88米；在其他災情較輕的地區，林冠高度降低得要少一些，但是在有數據記錄的2005年至2008年間，林冠高度都在持續降低。

　　研究人員以這樣的數據為基礎，開發出一種分析方法，可以將這種林冠結構上的變化轉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，因此也就無法再發揮出作為碳儲存庫的作用。

　　他們同時發現，亞馬孫雨林一半的降水通過內部的水循環產生，也就是說，水分從植被和地表蒸發，隨後在旱季凝結並形成降水，從而帶來雨季。因此，殺死樹木的乾旱不僅會增加碳排放，還會直接減少降水並延長旱季的時間，而這會增加未來發生旱災的可能性。

　　領導這項研究的噴氣推進實驗室的Sassan Saatchi警告說，如果亞馬孫雨林的乾旱以2005年、2010年和2015年這樣的頻率和程度發生的話，那麼亞馬孫雨林將在未來最終變成乾燥的熱帶森林，這會顯著降低它的貯碳能力和生物多樣性。

　　

　　如果幹旱持續，亞馬孫雨林將在未來最終變成乾燥的熱帶森林。圖片來源：wikipedia

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

　　然而，在有一些地方，森林多了卻不是什麼好事——比如北極。

　　北極在我們的印象中應該是冰雪和北極熊的世界，不應該和森林聯繫在一起。但是，由首爾國立大學、噴氣推進實驗室和科羅拉多大學博爾德分校等機構參與的一項研究發現，由於北極地區碳循環的加速，原本以苔原為主的北極生態系統中，開始出現寒帶針葉林的一些特徵。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並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據，研究人員計算出在阿拉斯加北坡苔原生態系統中，碳儲存在凍土中的時間要比40年前少大約13%，也就是說，那裡的碳循環正在加速。北極的碳循環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，使得北極與受到乾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反常出現的森林，都和我們的命運息息相關。和特朗普總統持相同意見的人畢竟只是少數，全球氣候變暖已經成為大多數人的共識。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繫在一起，當然不是好事情。不過，我們不必先擔心森林從地球上完全消失，因為如果繼續觀望和爭吵，人類極有可能先於森林而消失。（編輯：小柒）

　　參考文獻：

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

　　https://www.nasa.gov/feature/jpl ... ng-legacy-of-damage

　　https://en.wikipedia.org/wiki/Amazon_Rainforest

　　https://www.nasa.gov/feature/jpl ... ycle-is-speeding-up

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

好的提醒。