研究发现:在更炎热、更干旱的世界中,树木固碳效果减弱

高温和缺水会给全球的树木带来压力,导致它们向大气中排放二氧化碳,而不是吸收二氧化碳。

据《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项研究显示,地球大气中浓度过高的二氧化碳正在窒息温暖地区的大树,导致它们的正常生理功能发生逆转。

我们发现,在温暖、干燥气候下的树木基本上是在‘咳嗽’而不是‘呼吸’,”美国宾夕法尼亚州立大学地球科学助理教授、该研究首席作者马克斯·洛伊德说道。 “与生长在凉爽、湿润环境中的树木相比,它们向大气中释放的二氧化碳要多得多。”

在光合作用过程中,树木利用阳光、水和大气中的二氧化碳来制造能量。 然而,当树木因高温或水分供应不足而受到压力时,它们会通过一种称为“光呼吸”的过程,将二氧化碳重新释放回大气中。

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研究人员分析了全球树木组织样本的数据集,以评估树木在光呼吸时释放的二氧化碳量。

他们发现,在温暖的气候条件下,光呼吸作用可能会加速高达 100%,特别是在水资源稀缺的情况下。 在亚热带气候区,包括地中海国家的大片地区,当日均气温超过约 20 摄氏度时,树木就会进入光呼吸状态。

这一发现可能意味着,温暖气候带的树木将无法再作为碳汇来抵消人类的碳排放。

通过储存和释放碳,树木在维持“碳循环”方面发挥着至关重要的作用——碳循环是指碳从陆地和水体经大气层和生物体不断流动的过程,这一过程对地球上所有生命形式都至关重要。

人类活动,例如改变土地利用方式,以及因燃烧煤炭和天然气而产生的人为碳排放,都可能扰乱地球的碳循环。

美国能源部计算得出,全球的树木和其他植物可以吸收人类活动向大气中排放的二氧化碳的 25% 左右。 然而,科学家预计,随着地球持续变暖,树木固碳的能力将会下降。

当我们思考气候的未来时,我们预测二氧化碳浓度会上升,理论上这对植物是有益的,因为这些正是它们呼吸的分子,”洛伊德说。 但我们已经证明,这将带来一种权衡,而一些主流模型并未考虑到这一点。世界将变得更暖,这意味着植物吸收二氧化碳的能力将下降。”

与此同时,那位曾呼吁全球种植一万亿棵树以吸收人为碳排放的科学家已收回了这一建议,他认为大规模植树并非如宣传的那样是解决之道。

在2019年的一项研究中,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)生态学教授托马斯·克劳瑟(Thomas Crowther)提出,地球上可种植1.2万亿棵树,以吸收多达三分之二的人类碳排放。

尽管他的研究遭到其他科学家的批评,认为其高估了可用于森林恢复的土地面积, 但该研究仍引发了世界各国领导人及各类组织之间的植树竞赛,而他们对减排的承诺却大多被忽视。

在12月的COP28气候峰会上, 克劳瑟敦促世界各国停止“绿色洗白”——即对产品或服务的环境效益做出误导性或虚假宣称的做法,而他自己的研究曾助长了这种做法。

杜绝‘绿色洗白’并不意味着停止对自然的投资,”他说。 这意味着要正确地去做。这意味着要将财富分配给那些与生物多样性共存的原住民、农民和社区。”

克劳瑟在最近的一篇论文中写道,保护现有森林对减少碳排放的影响,可能比种植新树作为碳汇更为显著。