如果重新造林覆盖整个热带地区,气候会发生什么变化?

Forest in the Philippines that could be reforested.
Abandoning agriculture in the tropics cannot be a solution to climate change.Image: Unsplash/Aaron Madulara
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  • 一项研究考察了整个热带地区重新造林对全球气候的影响。

  • 该模拟使用了英国气象局的气候变化模型。

  • 如果热带地区重新造林,模型预测海洋、土壤和植被吸收的二氧化碳将会减少。

如果热带地区从巴西到刚果、印度和印度尼西亚的每一片农田都在一夜之间被废弃,并任其恢复为森林,会发生什么?这正是我们在新研究中探讨的问题。在应对气候紧急状况的计划中,树木和森林正变得日益重要,然而我们的研究表明,一旦将土壤、海洋及地球系统其他部分的反应纳入考量,植树造林的效果可能并不像最初看起来那样显著。

当然,在热带地区放弃农业并不能成为应对气候变化的解决方案。这是一项假设性的理想化实验,但它有助于我们探讨全球碳循环在大规模森林恢复和植树造林情况下可能如何作出反应。而且,以热带地区为目标能显示出最大的影响,因为那里的树木生长迅速。

为探讨这一问题,我们使用了英国气象局的气候变化模型,这是一种将地球视为系统的计算机模拟,其中海洋、陆地和气候相互作用、彼此影响。我们模拟了两种未来情景。第一种情景是世界采取认真行动,将升温幅度限制在2℃以内。第二种情景与之相同,唯一的区别是热带地区的所有农业活动均被停止,原有植被(主要是森林)得以恢复。

两种情景的差异表明,到2100年,新增的热带树木将额外储存1240亿吨碳,相当于当前化石燃料排放速率下约13年的排放量今日化石燃料排放速率。所有这些额外的碳都将通过光合作用从大气中吸收。然而,对气候变化具有重要意义的大气中碳含量仅会减少180亿吨,相当于两年的排放量。这一巨大差异如何解释?

原因在于,地球系统的其他部分抵消了新增树木生长的影响。如果热带地区重新造林,我们的模型预测,海洋、土壤和植被吸收的二氧化碳将会减少。到本世纪末,热带树木将额外吸收1240亿吨碳(即124吉吨,Gt),但热带土壤吸收的碳将减少83吉吨,因为与每年死亡的草本植物和农作物相比,森林中枯死植物的周转要慢得多,这意味着森林土壤的碳输入较低,碳储存也较少。

大气中二氧化碳水平降低,也会影响世界其他地区的植被和土壤。大气中二氧化碳减少意味着植物生长放缓。与热带地区一样,土壤吸收的碳也会减少。

地球系统还将发生另一项重大变化。海洋通过从大气中去除二氧化碳来减缓气候变化:随着CO₂水平上升,部分额外的二氧化碳会溶解于海水中。在我们的模型中,由于新增的热带树木会降低大气中的CO₂,海洋吸收的碳也会减少。

总结来说:我们最初假设热带新增树木会从大气中吸收124吉吨碳。避免森林砍伐还会额外带来10吉吨。但若减去热带森林土壤中不再储存的碳(83吉吨)、其他地区土壤和植被中的碳(18吉吨),以及海洋中的碳(15吉吨),所剩无几。

整个热带重新造林情景的总体核算。Image: Simon Lewis、Alexander Koch、Chris Brierley

值得注意的是,在计入土壤、植被和海洋的反应之后,热带地区重新造林仅能从大气中吸收18吉吨碳。这比我们最初计算的热带树木额外吸收的碳减少了86%。这18吉吨仅相当于大气二氧化碳减少十个百万分点。

地球系统与我们背道而驰

在我们的假设情景中发现的结果,与当今的实际情况恰恰相反。燃烧化石燃料释放的二氧化碳中,略少于一半会留在大气中并加剧气候变化。其余部分则被海洋、土壤和植被吸收。这是大自然给予的一项巨大的免费补贴。

但问题在于:正如我们向大气中排放更多二氧化碳时,陆地和海洋吸收的碳量随之增加,反之,当我们从大气中移除二氧化碳时,情况则相反。当我们种植树木或采用其他方法移除大气中的CO₂时,地球系统便开始与我们背道而驰。

这些结果令人警醒。即使是像整个热带地区重新造林这样激进的措施(远超任何现实可行的政策结果),对气候的影响也会比人们想象的要小。但这些结果也凸显,避免危险的全球变暖的最佳方式,是从一开始就不向大气中排放化石碳。

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