本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
森林是銀行裡的錢。它們淨化我們的水，清潔我們的空氣。它們固定我們的土壤。它們給我們降溫，並棲息著地球上最多樣化的生態系統。當我們保護和恢復它們時，我們獲得了諸多好處。
森林也是全球碳儲備。世界各地的植被所含的碳幾乎與整個大氣層中的碳一樣多。砍伐樹木，二氧化碳含量就會上升。由於森林砍伐和化石燃料燃燒，溫室氣體的濃度已經比幾個世紀前高出近 50%。
儘管過多的二氧化碳通常會透過使地球變暖、使乾旱更加嚴重和蟲害更加氾濫來損害森林，但空氣中的二氧化碳也是植物的食物。植物餐盤上的額外碳通常會增加光合作用和生物量——但這只是到了一定程度。二氧化碳濃度越高，樹木可能獲得的額外收益就越少，除非它們能找到額外的氮和磷來平衡它們的飲食。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
本世紀樹木將吸收多少額外的二氧化碳是預測全球變暖的一個關鍵不確定因素。樹木是否會像今天一樣繼續吸收約四分之一的化石燃料排放？如果它們不這樣做，空氣中的二氧化碳濃度在相同的排放水平下將上升得更快。
我們剛剛在自然氣候變化上發表了一篇論文，有助於回答這個問題。在我們的研究中，我們分析了來自世界各地 100 多個大型實地實驗的資料，在這些實驗中，科學家在高二氧化碳環境中種植植物。這些實驗並沒有模擬氣候變化的影響。相反，它們測試的是植物對空氣中作為植物食物（光合作用的基石）的額外二氧化碳的反應。
我們發現，到本世紀末預期的二氧化碳水平應使全球植物生物量增加約八分之一，即 12% 左右。增加的 1200 億噸木材比今天美國所有森林中的木材還要多。大部分額外生長將發生在亞馬遜河流域、剛果盆地和印度尼西亞的熱帶熱點地區。然而，只有當我們保護好森林免受濫用時，我們才能獲得這種全球性好處。
我們發現的生物量數量可觀，但它並不像您可能預期的那麼高，也不像其他一些研究表明的那樣高。原因主要是由於營養限制。如果植物無法透過根部吸收額外的氮和磷來平衡其飲食，它們就無法利用那麼多額外的二氧化碳。
根據我們的分析，土壤氮限制了約三分之二的生態系統中對二氧化碳的潛在生長反應，而磷限制了約四分之一的生態系統中的生長。在許多地方，氮和磷都限制了植物的生長。我們發現，樹木在根部合作的微生物種類（尤其是土壤真菌）也很重要。一些稱為菌根的真菌與植物進行交換，用它們從土壤中清除的磷和氮來換取植物透過光合作用固定的一些碳。這種全球性的交換有助於植物在一定程度上減少營養限制，但這並不總足以使它們利用額外的二氧化碳，除非人們在它們生長的地方新增肥料。
森林無法做到的一件事是為全球變暖提供主要解決方案。沒有足夠的森林，也沒有足夠的土地來吸收我們每年汙染空氣的 400 億噸二氧化碳中的大部分。我們需要促進另一種綠色能源——清潔能源——透過將我們的發電廠、汽車和房屋改用低碳和無碳燃料來消除氣候變化。這也是銀行裡的錢。