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氣候變化促進森林生長

  ■大氣中濃度不斷升高的二氧化碳增加了光合作用率,氮沉降則為植物加強了氮素營養。此外,在森林區域,一般降水量較大,溫度的上升可能對森林生長產生有利作用。

  ■本期嘉賓:中國科學院院士方精云

  當下,全球變暖已經成為公認的事實,而氣候變化是阻礙還是促進森林生長卻存在爭議。近日,中國科學院院士方精云領導的研究團隊利用一種新方法,發現了氣候變化促進森林生長的秘密。

  “我們的研究有一個基本事實,即在外界因素對森林系統沒有較大干擾時,同一類型同一年齡的森林在不同時期應具有相同的生長量;如果生長量有變化,則這種變化應由環境變化所引起;生長量如有增加則說明環境變化促進植物生長,反之則會抑制植物的生長。”方精云表示。

  日本被稱為“千島之國”,屬于溫帶海洋性季風氣候。由于地形狹長,其國土縱貫熱帶、溫帶和寒帶3個氣候帶,四季分明,降水充沛,十分有利于樹木的生長。在日本,森林覆蓋率高達67% 。在過去幾十年間,日本經歷了劇烈的環境變化,二氧化碳濃度不斷增加,氣候變暖顯著,大量的氮元素源源不斷地進入陸地生態系統。而與此同時,日本的國家林業政策、制度、造林密度以及培育方法等并未發生較大變化。

  利用1980年到2005年間具有完整齡級結構數據的日本森林資源清查資料,方精云及其團隊研究了全日本四種主要類型的森林在25年間中的生長量變化。他們發現,在過去的25年中,環境變化顯著增加了這四種類型的森林的生長量。環境因子中,二氧化碳濃度、氮沉降、溫度和降水量等四類因子均發生了顯著的變化。

  25年間,這四種類型的森林的平均生長量每公頃增加了4噸到7.7噸碳。這些增加量占到森林生物量碳匯的8.4%至21.6%。在這四類環境因子中,二氧化碳濃度增加是森林生長量增加最主要的原因。

  對于促進森林生長的原因,方精云解釋道,大氣中濃度不斷升高的二氧化碳增加了光合作用率,氮沉降則為植物加強了氮素營養。此外,在森林區域,一般降水量較大,溫度的上升可能對森林生長產生有利作用。

  研究還發現,森林生長對環境變化的響應隨森林類型和年齡的變化而不同。處在生長旺盛時期的中齡林,森林生長對環境變化的響應較敏感,而處在生長初期的森林響應則不敏感。

  方精云表示,過去人們大都利用短期實驗或模型進行模擬,但利用實測數據進行研究的例子很少。這項研究給出了直接、大范圍的觀測結果,研究結果更有說服力,也因此成為氣候變化促進森林生長的直接證據。

  盡管方精云也認同,研究選取的日本四種類型的森林生長量增加并不能代表全球整體森林的增長。但他認為,氣候變化對大多數森林的生長可能是有促進作用的,這在熱帶林中也有觀測數據證實。目前的困難是,還沒有人能將森林增長從森林生長階段導致的生長和環境變化導致的生長區分開來,而這主要是由于目前還沒有能夠開展這項工作的實測數據。

  有人認為,氣候變暖將會使部分樹種面臨消失的風險。方精云表示,這種可能性存在,但并沒有人提出直接證據。而反過來,他自己想提的問題是:氣候變暖會不會使一些物種增加了呢?

  “科學不能僅憑猜測。”方精云說。

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