環境資訊中心外電;姜唯 翻譯;林大利 審校;稿源:Carbon Brief

研究發現,全世界熱帶森林從大氣中吸收二氧化碳的能力正在衰退,而位於高緯度寒冷地區的北方森林,吸收二氧化碳的速度正在增加。

這項新研究結合遙測資料和數學模型,詳細揭露1992年至2015年地球上所有生物區系的碳損失和碳吸收。研究顯示,世界上最重要的兩個陸地儲碳生態系統——熱帶雨林和北寒林,正在發生變化。

位於高緯度寒冷地區的北方森林,吸收二氧化碳的速度正在增加。照片來源:IBM(CC BY-NC-ND 2.0)

作者表示,研究探討的這段期間,熱帶森林碳損失的主要驅動力是森林砍伐。受影響特別嚴重的地區包括亞馬遜、印尼和東南亞。

另一位科學家表示,目前還不清楚是什麼因素使北寒林的碳增加。一個可能性是二氧化碳施肥效應,也就是大氣中二氧化碳含量增加促進植物生長。

整體而言,研究結果顯示熱帶森林吸收二氧化碳的能力衰退,相當令人擔憂。人類活動產生的溫室氣體排放約有30%被土地吸收,使其成為重要的「碳匯」。當樹木和其他類型的植群進行光合作用時,土地從大氣中吸收二氧化碳。植物利用二氧化碳長出枝條、根和葉。也就是說,只要植物還活著,就是長期的碳匯。

熱帶森林、北寒林合計佔土地儲碳的53% 其中北寒林的貢獻逐漸增加

這項新的研究發表在《自然生態與演化(Nature Ecology and Evolution)》期刊上,使用多種技術來繪製1992年至2015年全球所有生物區系的碳損失和碳吸收狀況,包括旱地、稀疏植生地、苔原(一種北極環境),以及溫帶林、北寒林和熱帶森林。

(溫帶森林所在地氣候溫和,四季分明,而北寒林則位於較冷的高緯度地區,特徵是常綠的松樹、雲杉和落葉松。)

下圖顯示了研究中所含的各種生物區系分布。溫帶、寒帶和熱帶生態系統進一步細分為「低矮植生地」或「森林」。「低矮植生地」表示未被原始森林覆蓋,地景以草、農田、灌木或莽原為主的區域。

1992-2015年世界陸地生物群系分布,包括稀疏植生地(黃色)、苔原(藍色)、北寒低矮植生地(淺綠色)、北寒林(深綠色)、溫帶低矮植生地(橄欖)、溫帶森林(黑色)、旱地 (橙色)、熱帶低矮植生地(綠松石)、熱帶森林(深藍色)和裸露地(灰色)。 資料來源:Tagesson et al. (2020)

作者結合數學模型和遙測資料分析每個地區的碳儲量。這些資料來自微波偵測「地表生物量」變化的衛星。地表生物量是覆蓋陸地表面的所有活植物的生物量,包含樹枝、樹葉、樹幹和落葉。

呼應過去研究,該研究發現熱帶森林和北寒林是最重要的儲碳生物群落。研究期間範圍內,這兩個生物群系合計佔土地儲碳的一半以上(53%)。

然而,來自瑞典隆德大學的主要作者托本.塔格森(Torben Tagesson)博士說,這兩個地區的碳儲存能力有所差異。「研究結果讓我們掌握二氧化碳吸收量在世界各地的分布情況,並顯示熱帶森林的貢獻正在大大減少。同時北寒林的貢獻正在增加。」

整體而言,土地碳匯在研究期間內有所增加,主要是因為北寒林吸收了更多的二氧化碳。研究發現,從1992年至2015年,陸地儲碳增加了10億噸。

下圖更深入地說明了這種差異。它顯示1992年至2015年期間,北寒林(黑線)和熱帶森林(紅線)對陸地碳匯的貢獻。上色區域表示誤差範圍。作者說,熱帶森林的不確定性較大,因為它們對影響碳損失和獲取的因素更加敏感。

1992-2015年,北寒林(黑色)和熱帶森林(紅色)對陸域碳匯的貢獻。上色區域顯示不確定性範圍。資料來源:Tagesson et al. (2020)

該圖顯示,熱帶森林很可能從陸地碳匯的最大貢獻者變為第二大,輸給了北寒林。塔格森說,下降的主要原因是熱帶地區的森林砍伐。「人為土地利用和土地覆蓋變化對熱帶森林的儲碳能力有很大的影響。」

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值得一提的是,該研究僅探討到2015年,但此後,世界各地熱帶森林砍伐都在加速。去年年底,巴西亞馬遜地區的森林砍伐達到十年來新高,而中非和西非的森林砍伐也達到高點。

另一份發表在《自然永續性(Nature Sustainability)》期刊的研究發現,從2008年到2014年,巴西亞馬遜流域的次生林損失增加了一倍以上,導致釋放出26億噸碳(「次生林」是指近期重新生長而成的森林)。

研究發現,熱帶地區的碳損失還受到乾旱等氣象因素的影響。乾旱會導致樹木死亡並加劇野火的危險。

巴西亞馬遜流域的次生林損失增加了一倍以上,導致釋放出26億噸碳。照片來源:CIAT/NeilPalmer(CC BY-SA 2.0)

塔格森說,北寒林吸收二氧化碳速度變快的原因難以理解。研究者發現,在研究期間內,土地利用變遷和氣象因素在北寒林碳儲量的增加上僅扮演次要角色。但是,他認為二氧化碳施肥效應可能發揮了作用。植物在光合作用中使用二氧化碳,因此,隨著人類釋放出更多的二氧化碳,植物似乎生長得更快,並且儲存更多的碳。

就算在研究期間,二氧化碳施肥作用增強了北方森林吸收二氧化碳的能力,但這種作用可能會減緩甚至逆轉。未參與研究的慕尼黑科技大學地表相互作用學者安賈.拉米格(Anja Rammig)教授說:

「問題在於:這些碳能在森林中保留多久?可能很快就會流失,因為樹木長得越快,就會死得越早。如果樹木提早死亡,可能10或20年後換看到一個完全逆轉的局面。」她評論,這項新研究相當紮實地描繪出陸域碳匯變化的全貌。「因為作者研究的是地表生物量,而不僅僅是林業研究中經常使用的『綠化』效果。」

「綠化」是從上而下測量土地隨著時間的推移而變綠的程度,通常來自高解析度衛星影像。另一方面,地表生物量是覆蓋陸地表面所有活植物的質量。這考慮了所有生物量,而非上到下的估計,因此是測量森林碳匯更完整的方法。

未參與研究的波士頓大學氣候森林動態學者藍格.米尼(Ranga Myneni)教授表示:「這項研究的價值在於釐清主要生物區系對陸地碳匯的貢獻,以及這些貢獻隨時間的變化。」

※ 全文及圖片詳見:Carbon BriefCC BY-NC-ND 4.0

參考資料

  • Tagesson, T., Schurgers, G., Horion, S. et al. Recent divergence in the contributions of tropical and boreal forests to the terrestrial carbon sink.(2020),doi.org/10.1038/s41559-019-1090-0
  • Wang, Y., Ziv, G., Adami, M. et al. Upturn in secondary forest clearing buffers primary forest loss in the Brazilian Amazon. Nat Sustain (2020).doi.org/10.1038/s41893-019-0470-4

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登