中國生物多樣性保護與綠色發展基金會（簡稱中國綠發會，綠會）作為聯合國氣候變化框架公約的觀察員機構，持續關注全球氣候變化和環境治理方面的最新動態。近日，中國綠發會氣候變化工作組從國際知名期刊獲悉一項報告：中西部森林在短短150年內失去了 8,000 年的碳儲存——新的動畫地圖追蹤了這些變化，揭示了當今氣候項目的經驗教訓。綠會氣候變化工作組現將該文整理編譯如下，供感興趣的讀者參考。

“植樹 ”似乎是對氣候變化問題的首選答案。最近在網上預訂租車時，我被要求勾選種植一棵樹以抵消我的汽車預期的二氧化碳排放。2020年，我所在的印第安納州的州長發起了一項倡議，在五年內種植一百萬棵樹，而該州已經完成了四分之一的工作。

這種對樹木的狂熱的主要原因是利用樹木的力量從大氣中清除多余的二氧化碳，并將其轉化為木材，安全地將碳鎖住幾十年至幾個世紀。

問題是，儲存在樹木中的碳的命運面臨許多挑戰。熱浪、伐木、蟲害和野火都可以破壞樹木，并再次釋放出碳。而且，對儲存在森林的木質生物量中的碳的大多數測量只能延伸到幾十年前。

我領導 PalEON 項目，該項目由美國國家科學基金會資助，致力于重建過去 10,000 年美國樹木中儲存的碳量如何消退。

1900 年，伐木者在現在的密歇根州休倫-馬尼斯蒂國家森林砍伐樹木。 林務局

我們新的重建工作詳細揭示了在過去的8000年里，中西部上部的森林如何獲得了近10億噸的碳，使其碳儲存量翻了一番。然后，在僅僅150年的時間里，幾乎所有的收獲都消失在大氣中。

這些結果為今天提供了教訓，特別是關于少數樹種、人類行為和不斷變化的氣候可能發揮的巨大作用。

森林如何獲得，然后失去10億噸的碳

我們的森林故事始于 10,000 年前，當時曾經覆蓋北美大部分地區的巨大勞倫泰德冰蓋從中西部上游（現在的密歇根州、威斯康星州、明尼蘇達州以及伊利諾伊州和印第安納州的北部邊緣）撤退。在自然變暖的早期階段，冰河時代的針葉樹森林萎縮，取而代之的是從南部避難所向北緩慢擴散的新樹種。

我們的森林故事開始于1萬年前，在曾經覆蓋北美大部分地區的巨大勞倫泰德冰原（Laurentide ice sheet）從中西部上游地區（現在的密歇根州、威斯康星州、明尼蘇達州以及伊利諾伊州和印第安納州的北部）邊緣退去。在自然變暖的早期階段，冰河時代的針葉樹森林萎縮，取而代之的是從南部避難所向北緩慢擴散的新樹種。

在隨后的幾千年里，隨著氣候的冷暖變化，野火的頻率和強度的變化，以及美國原住民土地管理策略的轉變，森林的增長也隨之上升和下降。

碳儲存隨時間的變化：到1850年，以每公頃兆克或公噸為單位。PAlEON項目

以前的研究認為，木質生物量--儲存在樹木中的碳--在工業時代之前的幾千年里一直相對穩定。相反，我們驚訝地發現，在歐美定居者開始清除大片森林之前的8000年里，上中西部的森林一直在穩定地增加碳。

在該地區的大部分地方，森林已被長壽的物種所主導，這些物種可以作為生物量儲存大量的碳。這些物種中有兩個很突出。美國山毛櫸（American beech）和東部鐵杉（eastern hemlock）。

一粒花粉中的歷史

我們知道很多這要歸功于古代花粉的微小顆粒和公共土地調查，這是政府承包商在19世紀中期進行的高度詳細的森林調查的集合，當時森林開墾剛剛開始不久。

每年，樹木都會釋放花粉，其中一些花粉會落入湖中，然后沉入泥漿中并形成化石。科學家們可以研究湖底沉積物橫截面中的花粉化石，以確定它的年齡和當時生長的樹木類型。如果發生大火，沉積物中花粉類型的突然變化會將其暴露出來。

兩種固存大量碳的樹種如何在上中西部地區遷移，以及該地區西部的森林和草原之間的界限變化。

在最近發表在《科學》雜志上的一項研究中，Ann Raiho和其他PalEON成員根據在湖泊網絡的沉積物中發現的化石花粉，使用一個復雜的統計模型繪制了上中西部的生物量變化。公共土地調查作為一種羅塞塔石碑。該調查將19世紀的植被與化石花粉樣本聯系起來，使我們能夠將花粉水平與木材生物量的數量進行校準。

從一萬年的森林生長和衰退中得到的教訓

我們過去的生物量積累圖為森林長期可持續地儲存碳的能力提供了樂觀的理由，但也提出了兩個警告。

樂觀的看法是，當以美國山毛櫸和東部鐵杉等老樹種為主的森林擴張時，森林在木質生物量中儲存了大量的碳，持續了數千年。這兩個物種貢獻了大量的碳儲存，特別是在該地區較潮濕的中部和東部地區。

森林中的美國山毛櫸樹。Nicholas T/Flickr, CC BY

第一個警告是，當氣候變得更溫暖和更干燥時，我們研究地區西部更干燥的森林就會萎縮。

第二個警告是，進展會迅速溜走。盡管上中西部森林儲存的碳比過去8000年損失的多出近10億噸，但由于伐木和耕作，這些積累在很短的時間內又回到了大氣中。我們發現，在過去的150年里，木質生物量下降的速度是一萬年來任何其他世紀的10倍。

展望未來

那么，這對今天的植樹工作意味著什么？

如果我的租車樹碰巧是美國山毛櫸，如果允許它在上中西部地區成熟并繁殖出一片古老的森林，那么未來的森林就可以復制數千年來儲存碳的過程。

但這個未來的前提是，與迅速變暖的氣候相關的干旱、害蟲和野火不會破壞這些努力。最近的一項研究表明，世界各地的森林可能正在失去對氣候變暖的復原力。

老樹儲存碳的能力也可能被其他威脅所破壞，而這些威脅可能因氣候變化而加劇。例如，山毛櫸樹皮病會削弱樹木，讓真菌殺死它們--現在它正威脅著上中西部的山毛櫸種群。

今天的美國森林覆蓋率幾千年前，樹木更大，森林更廣。Robert Simmon/NASA地球觀測站

最后，社區將不得不平衡老林中固存的碳的價值和其他優先事項。

從保護的角度來看，高生物量的老山毛櫸和鐵杉林以及低生物量的橡樹草原都是過去一萬年來中西部植被的重要組成部分。然而，開放的橡樹林現在已經瀕臨滅絕，而恢復橡樹林所需的做法，如控制燒毀，是為了阻止競爭物種--包括美洲山毛櫸。

過去為管理未來的森林變化提供了指導，但不是簡單的答案。

參考文獻：https://theconversation.com/midwest-forests-lost-8-000-years-of-stored-carbon-in-just-150-years-new-animated-maps-track-the-changes-revealing-lessons-for-climate-projects-today-185686

編譯：Maggie

審核：Daisy

編輯：Tommy

來源: 中國綠發會