一些小伙伴都想知道气候变化正在降低森林固碳的“极限”。和关于土壤固碳对气候影响的一些题，接下来让小编带你揭晓一下。
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知识分子
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森林与人类一样脆弱和敏感，减少了碳固存潜力|来源pixabaycom
介绍
2022年3月21日是第十个“森林日”。相比植树造林，“森林日”更关注森林与人类生活深层次、复杂的相互作用，强调人类与森林的长期共存。
在气候变化的背景下，许多研究表明，森林与人类一样脆弱和敏感，削弱了森林固碳的潜力。如果保护不当，森林可能成为其宝贵“碳汇”的另一个温室。“气源。
发表者|乌云农
编辑|冯浩
在亚马逊地区，森林提供自己的雨水和河流。
科学家发现，亚马逊地区云和雨的形成与森林释放的有机物有关[1]。当树木出汗时，会释放出植物碎片、花粉和霉菌孢子等有机分子，这些分子与空气中的化合物发生反应，产生直径为20至200纳米的颗粒，这些颗粒是云的种子。这也是降水的一个主要因素。同时，树木的根部从地面吸收水分，通过叶子的气孔将水分蒸发到大气中，同时也向云层中添加水蒸气[2]。
亚马逊地区的云层还与赤道海平面蒸发的水蒸气结合，撞击安第斯山脉，并乘信风向南移动，形成“飞河”。亚马逊雨林每天向这条“天空之河”流入约200亿升水，几乎与亚马逊河的流量相同[3]。这些“飞河”滋养着非洲大陆内陆的冰川、草原和农田，使南美洲这个经济发展领先的地区更加舒适宜居[4]。
这就是天然林——的‘魔力’。它们不仅仅是成千上万棵树，它们还是地生态系统的重要组成部分。树木及其脚下的土壤和生物蕴藏着世界上约80%的陆地生物多样性，同时也是帮助人类应对气候变化的重要帮手。
3月18日，北京大学保护生态团队在《Science》杂志上发表长文指出，相比于结构简单的人工林，天然林能够更好地支持生物多样性保护，实现地表碳储存、水土保持、水源保持等目标。生态系统服务[6]。
在气候变化中，森林与人类一样脆弱和敏感，如果保护不当，可能会加速气候危机。以亚马逊雨林为例，连年的火灾和树木死亡，逐渐将这片“神奇”的森林变成了净排放二氧化碳的“碳源”。
保护和恢复天然森林、减缓气候变化不仅是拯救森林，也是拯救我们自己。
一
森林世界的“差异”天然林VS人工林
当前，“森林恢复”作为通过增加森林面积吸收和储存二氧化碳应对全气候变化的重要“基于自然的解决方案”受到社会的厚望。
在此背景下，许多植树造林活动正在如火如荼地进行。2020年1月在中国达沃斯举行的世界经济论坛上，美国等国家通过了“种植1万亿棵树”倡议，2011年德国政府与自然保护联盟发起了“美好挑战”。目标是到2030年恢复树木生长。森林面积35亿公顷。
那么什么样的森林恢复途径可以帮助我们更有效地实现气候目标呢？
一般来说，森林恢复路线相对分为单林造林和天然林恢复。2019年《自然》杂志发表的一项研究分析了不同森林恢复途径之间固碳的差异。研究表明，天然林的碳汇能力是可持续管理的农林地的六倍，是人工林的40倍[7]。
图1天然林、农林地和人工林固碳潜力对比|来源[7]
这与IPCC同年发布的《气候变化与土地特别报告》的观点一致。报告指出，与种植新树相比，保护现有森林是稳定全气候更快、更好、更“便宜”的方法[8]。
此外，许多研究表明，植树造林并不是减少大气中二氧化碳含量的最有效方法，甚至可能适得其反。[9]再生林需要几十年甚至上百年的时间才能达到原始森林的固碳能力。人工林的树种单一，通常在成熟前再次被砍伐。[10]
北京大学保护生态学团队发表在《科学》杂志上的这项最新研究，进一步分析了天然林和人工林的“优缺点”，为选择森林恢复的科学路径提供了依据。
研究团队认为，当前旨在提供生态系统服务的森林恢复项目往往是通过种植一到两种树种来创建简单的人工林，假设“任何森林都可以利用”。关于“有效性”的假设尚未经过严格的科学检验。为了填补这一空白，该研究总结分析了全53个国家和地区的264项实地研究收集的约26万份数据，涵盖人工林地表碳储量、土壤保持、水源保持和木材生产四个方面进行了分析。我们比较了天然林关键生态系统服务和生物多样性的表现。
图2人工林生物多样性和生态系统服务不同方面的评估
A-数据源分布和数据量，B-人工林与成熟天然林相比的相对效率，老旧或废弃人工林与天然林相比的相对效率，C-人工林和恢复的天然林的相对效率比较包括以下木材产量数据相对有效性；D-恢复的天然林与世界主要单一树种人工林的年均木材产量比较|来源[11]
研究发现，天然林在生物多样性保护、地表碳储存、土壤保持、水源保持等方面比人工林更有价值，但人工林在木材生产方面的效率却明显高于人工林。天然森林。因此，高效利用人工林实现木材生产目标，可以通过减少对生态效益高的天然林的砍伐来间接提供生态效益。
研究小组还发现，世界各地有许多老旧或废弃的农场不再用于木材生产，将它们恢复为天然林可以带来更多的经济和生态效益。
图3华方圆提供的对比照片显示了天然林和人工林景观的巨大差异。A-四川省大相岭自然保护区天然森林，B-四川省洪雅县加密货币农场|来源[11]
2
气候变化正在降低森林固碳的“极限”。
从某种意义上说，“森林恢复”就是人类的“再生”。
虽然还不算太晚，但“树要十年，养人要一百年”。事实上，一棵“树”的生命周期远比10年长得多。
研究表明，即使在水热条件优良的热带和亚热带地区，再生林也需要大约66年的时间才能恢复到原始森林平均地表生物量的90%[12]。随着新种植的幼苗长成森林，个体树木之间对阳光、水和养分的竞争进一步了森林固碳的能力[13]。
那么目前天然林的固碳能力是多少呢？
森林的长期固碳能力取决于其以生物质形式保存碳的能力。在科学研究中，地表生物量经常被用来测量森林碳储存水平。而各种自然干扰，如飓风、火灾和干旱，都会降低森林的长期固碳能力。全气候变化进一步加剧了自然扰动造成的森林侵蚀。
IPCC《气候变化与土地特别报告》指出，如果全气温上升15，森林火灾的风险将持续增加，如果气温上升3，植被破坏和森林火灾的风险将持续增加。森林火灾造成的损失将继续增加。它达到了非常危险的水平[14]。
气候变化通过影响自然干扰而破坏森林的过程非常复杂，2017年《自然与气候变化》发表的一项研究[15]综合评估了共6种非生物和生物干扰效应，建立了分析框架。影响森林的各种因素。
图4气候变化对森林干扰因素的直接效应、间接效应和交互效应分布。图中箭头的宽度和百分比反映了支持某一影响因子的文献中的观察数量，表明该影响因子的相对重要性。该中心显示所有影响者的总结果。直接效应是指气候变化对干预过程的直接影响；间接效应是指气候变化通过对植被和其他生态系统过程的影响而对干预过程产生影响；交互效应是指气候变化对干预过程的影响。影响因素的影响如下表示接收。其他影响因素的变化也会影响干扰过程。|图片来源[15]
研究发现，随着气候变暖，除冰雪之外的其他五种扰动的频率可能会在全范围内增加。温暖和干燥的条件会促进火灾、干旱和虫害，而温暖和潮湿的条件会增加风和病原体对森林的威胁。因素之间的广泛相互作用会放大干扰并增加森林对气候的敏感性。例如，干旱和风扰显然会引起虫害和火灾。
而令人担忧的“未来”正在从研究预测转向现实。
今年3月初，IPCC报告《2022年气候变化影响、适应和脆弱性》显示，气候变化引发的干旱、火灾、虫害爆发和人类活动都在加剧树木死亡率[16]。
报告指出，从1945年到2007年，气候变化导致非洲和北美三个地区的树木死亡率高达20%，而从1984年到2017年，美国西部的烧毁面积增加了900%，减少了一半。达到了水平。其中，人类活动引起的气候变化可能是原因。改变；北极、澳大利亚、非洲和亚洲部分地区的野火面积也在持续增加。世界各地的火灾季节越来越长。
联合国环境规划署（UNEP）2月份也指出，过去很少发生森林火灾的潮湿热带雨林，由于气候变化而开始燃烧。2002年至2016年，平均每年有423亿公顷土地被烧毁，几乎相当于整个欧盟的面积[17]。野火直接摧毁森林并释放锁定在树木中的碳。
同时，森林“破碎化”导致森林退化，进一步降低森林固碳能力。
根据2015年《自然通讯》发表的一项研究，森林边缘15km以内的森林储存的生物量平均比森林内部少15%，而将范围压缩到距森林边缘500m则减少了森林数量。该范围内储存的森林生物量比其内部低25%。据此，研究团队认为IPCC可能高估了热带雨林的碳储量近10%[18]。
即使没有自然干扰，气候变化也会降低森林固碳的能力。以北美森林为例，通过研究不同气候条件下地表生物量随年龄的变化，即使不考虑自然扰动对森林的影响，在高排放情景下[19]，我们也可以估算出北美地区储存的地表生物量。2080年美国森林的平均水平仅为目前水平的78%，如果考虑到自然干扰的破坏，实际情况可能会更糟[20]。
气候变化可以说是在“想方设法”降低森林固碳的“极限”。
三
热带森林可以成为救星吗？
那么，有没有天然森林可以帮助我们呢？
热带雨林作为地碳循环和水循环的关键节点，必须成为地宝贵的“碳汇”。
目前，全土地吸收了人类产生的二氧化碳排放量的约30%[21]，而陆地植物固定的碳约40-50%储存在热带雨林中[22]。
2011年初《科学》杂志上发表的一项开创性研究得出结论，热带雨林吸收了1990年至2007年间人类二氧化碳排放总量的15%[23]。
然而，随着自然干扰的增加和树木的死亡和恶化，雨林正在悄然成为“碳源”。
2020年3月《自然》杂志发表的一项研究发现，热带雨林从大气中吸收二氧化碳的能力在20世纪90年代达到顶峰，此后一直在下降[24]。
在今年2月发表的一项研究中，
一、红树林固碳能力高的原因？
1-红树林具有较高的固碳能力。2-因为红树林具有独特的生态特性和适应性，使其能够有效地吸收和储存大量的碳。3-首先，红树林的茎和根可以吸收和储存大量的碳，因为它们具有丰富的木质纤维和根部结构，可以有效地固定碳成分。其次，红树林生长在潮湿的沿海环境中，水分和氧气含量相对较低，使得红树林生长相对缓慢，并可以长时间储存碳。此外，红树林的叶子和树皮可以吸收大量二氧化碳并将其转化为有机物，进一步提高其固碳能力。总体而言，正是独特的生态特征和适应性使该地区成为重要的碳汇和生态系统服务提供者。
二、农业农村减排固碳实施方案？
农业农村减排固碳实施方案
推广节水农业，提高农田灌溉效率。我国农田灌溉设施尚不完善，农田灌溉方式仍采用古老的“大水漫灌”方式，造成水资源的巨大浪费。对此，一方面要适应我国北方水资源不足的情况，大力发展旱作农业和节水农业。在灌溉过程中，积极采用喷灌、滴灌等先进节水灌溉技术，同时采用渗透技术和管道输水，减少水资源，并注重农业的净化、处理、回收和再利用。供应灌溉用水，不断提高灌溉效率，促进水资源合理、有效、节约利用。
科学施肥，提高肥料利用率，多施有机肥。过去，化肥的过量和广泛使用，一方面削弱了农作物的生产能力，浪费了大量的资源和能源，加重了环境污染，另一方面也毁坏了农作物。土壤本身的物理性质造成土壤板结，不利于作物生长。因此，积极推广测土配方施肥、科学施肥，增加有机肥和农家肥的使用量，既满足作物生长的肥料需求，又改善土壤性状，节约能源，保护环境，推进可持续农业。减轻农民负担，具有巨大的社会效益、经济效益和生态效益。
改造传统耕作方式，秸秆还田，提高土壤固碳效率。我国人口多、土地少，必须调整农业制度，采取适宜的农业方法和保护性农业措施，提高土壤有机碳稳定性，增加农用地碳汇。将农作物秸秆还田。据易碳家园介绍，不仅采用秸秆破碎、再加工等多种措施实现秸秆还田，还开展秸秆还田、沼气等方法开发，推动秸秆科学还田。场地。不仅可以肥沃土壤，增加土壤有机质含量，还可以减少秸秆焚烧造成的环境污染等负面影响，促进农业生产活动中不经济产品的资源化利用。
提高农业生产力并促进作物生长期的碳吸收。改良土壤，加强水利设施建设，改善农业生产条件。改良抗高温干旱、病虫害等极端气候的作物品种，培育优良品种，不断提高新生态环境农牧业生产水平，扩大吸收畜牧业生产。作物生长过程中的碳储存。
促进土地集约节约利用，提高单位面积生产率。目前，韩国农业生产用地的利用和管理存在诸多题，而且由于实行分户经营，户均农地较少，不利于农业生产机械化和规模化农业发展。在经营规模较大、经济发展较快的地区，农业用地已被私人改造。或者废弃、废弃题较为普遍，土地集约度低，利用率不高，单位面积生产率较低。低的。因此，要结合各地实际，科学编制土地利用综合规划并保障实施，推动科学决策加快农地流转进程，推进规模化、机械化管理。的农村土地。
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