研究表明成熟的森林对于应对气候变化至关重要

一项新研究表明，成熟森林在应对气候变化中发挥着关键作用——从大气中提取二氧化碳(CO 2 )并将其锁定在新木材中。

研究人员发现，老树通过增加木质生物量的产量来应对大气中二氧化碳浓度的升高，这与成熟林地没有能力应对二氧化碳浓度升高的现有理论相反。

专家们发现，在温室气体浓度升高的环境下(环境大气 + 150 ppm 二氧化碳，增加约 40%)，木材产量在七年内平均增加了 9.8%。而叶子或细根等物质的产量并未相应增加，因为这些物质会相对较快地向大气中释放二氧化碳。

他们的研究成果发表在《自然气候变化》杂志上，支持成熟森林作为中期(数十年)碳储存和自然气候解决方案的作用——这要归功于位于英格兰中部的伯明翰大学森林研究所(BIFoR)进行的长期自由空气二氧化碳富集(FACE)实验的数据。

BIFoR 的研究人员在一片有 180 年历史的落叶林中开展了一项 FACE 实验，该林中主要生长着 26 米高的英国橡树(或“有柄橡树”)——六个直径 30 米的地块，其中三个暴露在高浓度 CO 2中，另外三个地块作为对照。

该研究的主要作者、伯明翰大学的理查德诺比教授说：“我们的研究结果驳斥了成熟老森林无法应对大气中二氧化碳浓度上升的观点，但它们如何应对很可能取决于土壤中的养分供应。

“BIFoR FACE 的证据表明，木质生物质产量显著增加，这支持了成熟、历史悠久森林在未来几十年作为自然气候解决方案的作用，同时社会也将努力减少对碳的依赖。”

FACE 实验模拟了未来的大气成分，并提供了森林、大气和气候之间相互作用的宝贵数据。之前的实验发现，在 CO 2浓度升高的情况下，森林生产力可以提高，但这些实验是在幼树人工林中进行的，这引发了人们对老树是否会有同样反应的疑问。

论文合著者、BIFoR 主任、伯明翰大学教授 Rob MacKenzie 表示：“我们相信，这些结果将在 BIFoR FACE 十五年实验的中途阶段取得，对全球政策制定者应对气候变化的复杂性具有重要价值。

“像我们这样的 FACE 实验为预测未来大气中的二氧化碳浓度提供了基础，从而大大提高了决策的可信度。但即使树木生长的增加意味着森林碳储量的中期增加，这也绝不是推迟减少化石燃料消耗的理由。”

BIFoR FACE 实验于 2017 年开始改变森林周围的大气，并使用激光扫描将测量的树木直径转换为木材质量，测量了二氧化碳升高对木材生产的影响。

科学家将橡树和林下树木的木材产量与叶子、细根、花和种子的产量，甚至从根部释放的生物活性化合物的数量相结合，计算出森林的整体增长情况(称为净初级生产力，NPP)。

研究人员发现，2021 年和 2022 年，在二氧化碳浓度升高的情况下，NPP 分别比环境条件下高出 9.7% 和 11.5% ——每年每公顷干物质增加约 1.7 吨。大部分增长归因于木材生产，细根或叶子的产量没有变化。

把这些额外的森林碳储存量放在一个大背景中，相当于一公顷土地和一年中一架商用客机从伦敦飞往纽约单程所排放的二氧化碳的 1% 。而每公顷老龄森林每年吸收的碳总量是这个数字的 10 倍。这些数值在一定程度上表明了抵消甚至必要的化石燃料排放所需的森林保护和管理规模。

BIFoR FACE 实验将持续到 2030 年代，以分析长期反应以及森林碳、其他植物营养物质和森林食物网之间的相互作用。