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森林火災1年釋放1.04億噸碳 遺留碳燃燒影響全球溫度變化

2019-8-23 08:03 來源: 果殼腦洞

森林火災1年釋放1.04億噸碳


根據美國國家航空航天局地球科學部資助的北極脆弱性實驗的結果,越來越頻繁和嚴重的森林火災可能會燃燒儲存在北方森林土壤中已儲存了幾代的碳。而這些埋藏幾代的碳排放到大氣中可能會改變這些森林碳的收支平衡。我們知道,二氧化碳是一種溫室氣體,而將更多的二氧化碳釋放到大氣中可能會影響全球碳循環的平衡,并有造成氣候的變化。

森林遺留碳

在強烈火災中,含有土壤碳的有機物質可以與樹木和植物一起燃燒。但土壤中較深的碳并不都會被燃燒,有的也可以繼續保留在土壤中,研究人員稱之為“遺留碳”。

北亞利桑那大學生態系統科學與社會科學系教授米歇爾麥克(音譯)說:“碳在這些土壤中積累起來,就像樹木年輪一樣,表層是最新的碳,底層是最古老的碳。我們認為我們可以利用這種分層方式來觀察森林的歷史火災。”

2014年,加拿大西北地區遭受了破紀錄的野火燒焦。來自美國和加拿大的研究小組從該地區200多個地點采集了土壤樣本,測量了樹木的年齡、被火燒的土壤深度、采樣區域的潮濕程度以及由植物和動物物質組成的最頂層土壤有機層的深度。他們使用土壤的放射性碳年代測定法確定遺留的碳庫是否在火災中被燃燒。

他們發現,對于老森林(70歲以上)和潮濕地區的森林,土壤中的一層厚厚的有機物質保護著最古老的碳,在之前的燃燒和再生循環中沒有燃燒。但是在行程時間較短、較干燥的森林中,較淺的土壤有機質層不能阻止野火燃燒遺留碳并釋放到大氣中。

森林火災對大氣的影響

由于氣候變化,地球北部地區變得越來越溫暖和干燥,火災季節越來越長也越來越嚴重。

北方森林位于北美洲、歐洲和加拿大的最北部地區,包含云杉、冷杉、松樹、落葉松、白楊和白樺樹等。這些森林儲存了陸地上約30%~40%碳,其中大部分碳存在于土壤中。土壤中的碳包括土壤微生物和由枯葉、樹枝和莖組成的植物材料以及之前火災中燃燒的材料。

長期以來,人們一直認為北方森林從大氣中吸收的碳比釋放到大氣中的碳要多,這使得它們的碳“下沉”。但如果更大,更頻繁的火災開始燃燒歷史遺留的碳,這些森林釋放的碳可能會超過它們儲存的量。研究發現,在2014年的森林火災中,約有12%的森林易損失遺留碳,科學家估計,這些森林燃燒時釋放的碳約為880萬噸,而所有火災釋放的碳約為1.04億噸。

森林和環境的相互影響

森林火災對加拿大北部森林和全球碳循環有著不可忽視的影響,且遺留碳的問題也必須得到足夠的重視。伍茲霍爾研究中心的科學家指出,如果野火變得更頻繁,遺留碳可能會更加易受燃燒,從而造成森林數量的減少。

森林對大氣中二氧化碳的儲存和轉換作用不用多說,近期,發表在美國《科學進展》雜志上的這項研究報告指出,1980~1990年,全球范圍內的植被多數都一直在增多。但到了2000年左右,全球超過一半植物的生長速度都變得緩慢。由于植物可以吸收二氧化碳,過去一些懷疑全球變暖的學者總會認為隨著空氣中二氧化碳濃度的增加,植物將會增長得更快,進而可以吸收更多的二氧化碳,但新的研究結束了這種爭議。

現在,我們可以認為隨著森林增長緩慢以及森林火災愈發嚴重,森林固定二氧化碳的能力整體呈現下滑趨勢,而全球二氧化碳的排放量卻一直在增加,這將會反過來抑制森林的發展,可以想象,這將會是一個愈發嚴重的惡性循環。

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