研究表明，未来的森林将拥有更小的树木，吸收更少的碳

2022年1月27日

研究表明，未来的森林将拥有更小的树木，吸收更少的碳

亚利桑那大学的米卡拉·凯利(Mikayla Kelley)

杰克松。资料来源:Pixabay/CC0 Public Domain

没有水晶球可以告诉生态学家未来的森林将如何应对气候变化，但亚利桑那大学领导的一个研究小组可能创造了下一个最好的东西。

通过将树木年轮数据与美国林业局对亚利桑那州黄松的盘查数据相结合，该团队获得了比传统模型提供的关于是什么驱动未来树木生长的更完整的画面。根据发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)上的一项新研究，研究人员预计，单株树木的生长将下降56 - 91%。

该研究的首席作者Kelly Heilman说:“我们预测的增长下降将意味着未来亚利桑那州森林对大气中二氧化碳的吸收减少。”Kelly Heilman是亚利桑那大学年轮研究实验室的博士后研究员。“虽然亚利桑那州的森林对美国碳汇总量的贡献相对较小，但我们的方法可以用于对世界各地的森林做出相同的预测。”

森林可以从大气中去除二氧化碳，从而抵消全球范围内的一些温室气体排放，有助于减缓气候变化。

Heilman说:“这是森林提供的一项免费服务，因此森林被吹捧为许多国家赖以抵消其排放的自然气候解决方案之一。”但树木之间的竞争、干旱和干扰会减少森林的碳吸收。了解全球森林碳排放量对于应对气候危机和规划有弹性的未来至关重要。”

包括美国在内的许多国家都有国家森林清查项目，林业工作者对1/6英亩土地上的树木进行普查，以跟踪森林的状况和变化。这些人口普查每五年进行一次，但在美国西部每十年进行一次。收集到的数据包括树木的数量、直径和土壤质量。

研究报告的合著者、树木年轮实验室的树木年代学助理教授玛格丽特·埃文斯(Margaret Evans)说:“十年时间并不能提供足够的分辨率来观察逐年变化和极端情况——气候变化加剧了这两种情况。”

树木年轮学家可以像使用温度计或雨量计一样使用树木年轮来研究气候变化。

Evans说:“当你将树木年轮的年度分辨率数据以统计上稳健的方式结合起来时，你可以有力地补充森林清查的测量数据。”“我们正以一种新的方式使用树木年轮来思考整个森林生态系统是如何运作的，以及碳汇是如何受到气候变化的影响的。”

当研究者年轮数据和人口普查数据相结合,他们能够推断出树木每年的大小,看看树木应对气候变量如每年降雨量和温度的变化,以及竞争等生态特征与其他树木,土壤质量和树直径。

埃文斯说:“过去的研究只关注气候，排除了数据中的其他模式，因为树木年代学的很多科学都专注于气候，特别是重建过去的气候。”“我们正在以一种更加生态的方式使用树木年轮数据，同时考虑所有影响树木的因素。”

树木尺寸下降的原因多种多样，但主要的罪魁祸首是亚利桑那州的黄松随着温度的升高而减少。对于最大的树来说尤其如此。

“树必须克服重力才能让水到达树顶，最高的树必须最努力地工作。如果你提高温度，这种树的供水系统就会承受更大的压力，经常会遭到破坏。”埃文斯说。“气候变暖意味着树木面临更大的干旱压力，生长速度会下降。”

虽然较高的树木更容易受到高温引起的干旱的影响，但研究人员还发现，小树更容易受到缺水引起的干旱的影响。它们的小根比大树的根所覆盖的面积更小，很难从土壤中吸收水分。

“第三种相互作用是森林密度和气候变量之间的相互作用。这些相互作用表明，当天气更热、更干燥时，森林密度越大，情况就越糟糕，这通常是我们对物种的预期，但考虑到最近这些森林的密度，这令人担忧，”海尔曼说。

埃文斯说，这项研究对森林管理人员有意义，他们可以有机会减轻气候对树木造成的压力。

埃文斯说:“护林员不能影响气候，但他们可以改变森林密度，以减少对剩余树木的竞争。”“如果森林过度茂密，气候变暖同时发生，那将是双重打击。但如果你减少森林，你就可以消除一个压力来源。”

海尔曼说，为了进一步提高他们对树木生长的预测，研究人员希望在未来的工作中考虑一些变量，如过去的野火或昆虫干扰。

“我们分析了未来树木生长的不同不确定性来源，”埃文斯说。“知道不确定性从何而来是科学进步的源泉。”