森林有時被稱為地球的肺——它們吸入大氣中的二氧化碳，並將其儲存在樹幹中，直到森林死亡或燃燒。然而，一項新研究表明，遭受乾旱破壞的森林可能會在比之前認為的更長的時間內失去儲存碳的能力，從而降低它們作為人類碳排放和氣候變化之間緩衝的作用。
這項研究由猶他大學和普林斯頓大學的研究團隊於週四發表在《科學》雜誌上。研究表明，全球森林在遭受嚴重乾旱後，平均需要兩到四年才能恢復到正常的生長和二氧化碳吸收率——這一發現具有重大的氣候意義。
該研究的主要作者，猶他大學生物學助理教授、普林斯頓大學研究員威廉·安德列格表示：“這意味著這些森林在乾旱期間和乾旱後都會吸收更少的碳。”
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森林透過吸收人類排放到大氣中的二氧化碳，並將其儲存在樹木的木質根和莖中，充當碳匯。隨著氣候變化影響森林，它們將儲存更少的二氧化碳，因為乾旱會給它們帶來壓力，並阻礙它們的生長能力，使人為造成的全球變暖更加嚴重。最終，森林可能會成為碳的來源，而不是碳的儲存庫。
安德列格說：“在未來一個世紀的某些情景中，由於乾旱、野火、昆蟲或干擾等因素，森林開始失去的碳比吸收的碳多，它們成為碳源。” “這是一個惡性迴圈。（森林）加速了氣候變化，而更多的氣候變化又殺死了更多的森林。”
安德列格的團隊使用樹木年輪資料，測量了全球 1,300 多片森林中，自 1948 年以來乾旱後樹木莖生長的恢復情況。全球森林的平均生長恢復時間為 2 到 4 年。乾旱後的第一年，樹木的平均生長速度比正常水平慢 9%，第二年慢 5%。最乾旱的森林恢復最慢。
根據這項研究，在一個世紀的過程中，乾旱的持續影響可能導致亞利桑那州、科羅拉多州和新墨西哥州等半乾旱森林的碳儲存量減少 3%。當考慮到全球所有半乾旱生態系統時，這相當於 1.6 公噸的碳。（根據 2011 年阿拉斯加大學費爾班克斯分校的一項研究，在 1990 年至 2007 年間，全球森林每年儲存約 2.4 公噸的碳。）
與該研究無關的科學家表示，這項研究突顯了氣候模型中的一個缺陷，可以幫助更新他們關於森林固碳能力的假設。
北卡羅來納州羅利市美國林務局南方研究站的研究生態學家史蒂夫·麥克納爾蒂說：“這是一篇有趣的文章。”“該論文闡述了這一點。如果你的模型沒有考慮這種生態系統響應（乾旱），它就會高估碳封存量。”
達特茅斯學院的生物學教授馬修·艾爾斯稱這篇論文為“一項引人入勝的研究”。
長期以來，人們有理由預期森林可能需要多年才能從乾旱中恢復過來，“但以前不可能估計，因此即使是我們最複雜的大規模模型也基本上忽略了這一點，”艾爾斯說。
他說：“現在我們知道，乾旱導致乾旱松林從大氣中減少的碳封存量比我們估計的要多出千兆噸。” “這項研究有助於我們理解人、森林和氣候之間強大的反饋作用，這些反饋作用將在塑造我們留給子孫後代的地球特性方面發揮突出作用。”
編者注：氣候中心董事會成員兼普林斯頓大學生態學教授斯蒂芬·W·帕卡拉是本研究的 13 位共同作者之一。
本文經 氣候中心 許可轉載。 該文章於 2015 年 7 月 30 日首次釋出。