专家表示,树龄超过100年的树木见证了大气中二氧化碳浓度的巨大变化。
这一数字变化惊人:175年前为百万分之280,如今已达415ppm,且仍在迅速上升。
测量这些树木的受影响情况,包括其生长、重量以及化学组成,有助于我们了解它们在缓解气候变化中所发挥的作用。
借助阳光的力量,森林将空气中的大量碳转化为食物:供树木自身和树叶使用的糖类,以及为动物和微生物提供养分的树皮和根系。发生在森林中所有生物细胞内的呼吸作用,则从这些食物中释放能量,并将二氧化碳(CO₂)释放回空气中。
随着大气中碳含量的上升,这一你吃我、我吃你的循环也随之加快以跟上变化。从新陈代谢角度看,树木正在“为了原地不动而拼命奔跑”。为了原地不动而拼命奔跑在这一循环过程中,森林正将大部分人为排放量的33%每年从大气中移除并储存于陆地之中。
我(罗布)工作的森林里长着许多美丽的175年树龄的橡树。这些树还是幼苗时,全球二氧化碳浓度约为百万分之280(ppm)。如今,全球大气浓度已超过415ppm,并且仍在迅速上升。如果这些橡树能活到200岁(对橡树而言并不算老),它们将被约550ppm的二氧化碳空气所包围。世界上的成熟森林能否承受这些不断变化的条件,并继续抵消我们燃烧化石燃料所产生的部分排放?成熟森林能否承受这些变化的条件,并继续抵消我们燃烧化石燃料所产生的部分排放?
碳流动账户
为了找出答案,我与伯明翰大学森林研究所的同事使用了一座免费大气二氧化碳富集设施设施。试想一座没有恐龙的侏罗纪公园,其中有102座高25米的塔楼,向森林地块输送富含二氧化碳的空气,以模拟本世纪中叶的大气环境:565ppm,比当前水平高出150ppm。随后,我们尽可能测量一切:树干的直径、树叶的大小、重量和化学组成、根系的分枝结构,以及更多内容。通过这种方式,我们记录森林物质生产的变化及其健康状况。
我们的首批结果已经出炉。在树冠层中,夏季晴天时,富含二氧化碳地块的光合作用速率最高可提升三分之一。在整个生长季内,增幅约为五分之一。这些数字很可观:想象一下,如果你的年收入增加了五分之一。光合作用正是森林的碳收入。
自2017年我们开始这项实验以来,暴露于较高二氧化碳浓度下的森林地块看起来健康且生产力旺盛。这或许并不令人意外。毕竟,植物非常喜爱二氧化碳,以至于农民会在温室中添加二氧化碳,以大幅促进水果和蔬菜的生长。
然而,森林并不会得到悉心照料。它们必须自力更生,依靠(与其真菌伙伴一道)获取所需的全部养分,以平衡其所在土地上可能出现的任何二氧化碳盛宴。通过光合作用合成为糖的额外二氧化碳,可能会过多,就像饮食失衡一样,过犹不及。
可以将森林视为碳流动账户:通过光合作用引入碳,并将其用于维持森林中一切生命所需的、提供能量的呼吸作用。在健康且高产的森林中,每年年底流入该流动账户的碳略多于流出的碳。
森林的碳流动账户能够在其直立的木材、根系和土壤中储存碳达数十年,偶尔甚至数百年,从而帮助我们度过21世纪大气二氧化碳的峰值期。这一峰值是由燃烧化石燃料和森林砍伐所引发的碳现金流危机。
管理良好的森林可以生产木材和燃料,同时减少大气中的碳。但仍需要碳储蓄账户,即将碳储存数千年之久的方式,例如,将其注入地下储层中。
人与树木
科学模型已估算出抵消大气中不断上升的二氧化碳所需的植树规模或植被恢复规模。与大多数将理论转化为行动的努力一样,实际操作中的现实经验往往确实非常混乱。
植被恢复运动如何获得资金以及植树如何获得激励,将决定树木种植的地点和种类。土地最终如何治理,也将决定新植树木能存活多久。在全球范围内扩大树木覆盖面的国际努力表明,要克服这些障碍可能有多么困难。
最近的一项研究发现,在印度北部,数十年来投入高昂的植树计划并未增加树冠总覆盖面积。而且,新种植的区域并未给当地居民带来任何重大益处,例如新增食物或柴火。原因在于,新树无法种植在附近的农田上,因而只能被添加到原本已有一定树木覆盖的区域,从而降低了整个工程的潜在碳储存效益。此外,当地林业工作者还专注于完成植树指标,而非培育当地居民真正珍视的森林与树种。
土地问题从来不只与碳有关。树木和森林塑造微气候与水循环,支持生物多样性,并为当地居民提供食物、建筑材料和药材。根据所处地区的不同,它们还承载着各异的文化与精神价值。森林往往坐落于农场、城镇和城市等各种其他用途的景观之中。
每个人对景观应呈现何种面貌都有不同的偏好,而谁的愿景最终获胜,则取决于权力关系。2014年,在乌干达开展研究的研究人员描述了他们所称的碳殖民主义:为抵消温室气体排放而建立的人工林,摧毁了当地居民的农作物和墓葬地,并对被指控擅自进入此前属于公共土地的人定罪。这只是众多植树案例中的一个,无论初衷多么良好,植树仍可能给人们的生活带来损害。
当将树木作为一种工具,却要求较贫困的农村居民牺牲其生计,以使较富裕的人群或国家得以继续消耗化石燃料时,这种做法便是不公正的。与其询问树木能否帮助应对气候危机,或许我们更应该思考,世界究竟应在多大程度上真正依赖树木作为气候解决方案。
在那些成功扩大树木覆盖并为当地居民带来收入来源等益处的努力中,有许多值得借鉴之处。这些举措往往之所以成功,是因为它们认真对待当地的需求和价值观。在这一过程中,当地居民和原住民是领导者,而非事后考虑的对象。归根结底,如果植被恢复能够造福人类,同时也造福地球,它便会取得成功。既造福人类,也造福地球。







