森林作為一個巨大的碳匯【1】，貢獻了一半以上的陸地碳儲量，在全球碳循環中發揮著至關重要的作用。本世紀將相較于工業化前水平的變暖控制在1.5°C以下的許多減緩氣候變化途徑在一定程度上就依賴于額外的森林碳儲存。因此，關注森林的碳儲存基線【2】對于減緩氣候變暖至關重要。而美國西部森林，就是減緩氣候變化的途徑中的重要熱點地區之一。

美國的西部森林地區橫跨洛磯山脈以西，擁有包括高山針葉林、混交林、硬葉木林以及半干旱地區的灌木叢和草原等豐富的生態系統。這些生態系統不僅為眾多野生動植物物種提供生存和繁衍的環境，還維持著周邊社區的供水和農業發展。但是，盡管美國西部森林擁有如此豐富的生態系統和強大的自我恢復能力，現在卻面臨極端天氣的嚴重威脅。

2024年7月11日由美國凱瑞生態系統研究所發布在《地球的未來》（Earth's Future）期刊上的研究表達了對這種情況的擔憂。該研究表明，隨著越來越嚴重的干旱趨勢，陸地儲水量減少、植物水分脅迫增加和樹木死亡率升高，特別是在該地區，極端干旱正在放大對氣候敏感的自然災害（如火災和昆蟲爆發）的頻率、規模和嚴重程度，這些自然災害會導致大面積的樹木死亡。預計到21世紀末，該地區面臨極端干旱的風險相對于工業化前的水平將會增加300%。這些氣候變化和自然災害將會嚴重侵蝕該地區的森林碳儲存潛力，并且影響未來的氣候變化減緩計劃。

針對該地區所面臨的極端干旱氣候威脅，美國凱瑞生態系統研究所基于2005年至2019年美國西部森林的碳儲存量數據和未來趨勢，調查了該地區的碳分布情況和基礎驅動因素，進而研究美國西部森林地區作為自然氣候解決方案的作用。該研究的數據和發現為氣候變化減緩戰略提供了重要的見解和思路。

這項研究的重點是美國西部11個州19個森林的3級EPA（美國國家環境保護局）生態區。所有被選中的生態區至少有30%的森林覆蓋率。研究通過美國國家土地覆蓋數據庫2016年樹冠覆蓋（NLCD 2016 TCC）圖層來選擇森林生態區，并將這19個生態區分為五個較大的區域：太平洋西北地區、上落基山脈、下落基山脈、西南地區和加利福尼亞（圖1），每個區域代表著共同的氣候和社會生態條件。然后對這些區域進行實地調查和測量碳的實證計算，以此來建立當前森林碳儲存量在生態區分布的基線。

圖 1.美國西部森林研究區域內選擇的生態區地圖，來源：Kerry Institute of Ecosystem Studies

研究數據顯示，太平洋西北生態區的平均活碳【3】含量最高，其次是加利福尼亞州的內華達山脈生態區，再然后分別是上落基山脈生態區，下落基山脈生態區和西南生態區。具體而言，太平洋西北地區的海岸山脈生態區含有最高的活碳，平均值為174.94（標準差=146.46）Mg ha?1，而西南部的科羅拉多高原最低（平均值=18.61，標準差= 14.96 Mg ha?1）。平均活碳最高或最低的生態區通常也具有高或低的平均死碳。

通過這些數據，就能為每個生態區的活碳庫和死碳庫建立了單獨的隨機森林模型，繼而找到支撐西部森林當前碳儲存量的驅動因素，并評估各個驅動因素的重要性。研究發現，目前美國西部森林碳儲存的主要驅動因素分為四類：氣候因素、自然災害（主要是火災）、人類活動和地形因素。

研究使用驅動因素類別重要性的分組估計來確定每個調查生態區中最重要的碳驅動因素。在接受調查的19個生態區中，有8個生態區的最重要驅動因素是氣候因素，而在其他大部分生態區中，氣候因素也位居前位。自然災害對6個生態區最為重要，特別是在上落基山脈和太平洋西北地區，并且是另外6個生態區的第二大驅動因素。人類活動在其中5個生態區最為重要。地形因素的影響在其中18個生態區中的都是最小的（圖二）。


圖二驅動因素類別在碳儲存中的相對重要性，來源：Kerry Institute of Ecosystem Studies

研究結果表明，氣候和火災是美國西部森林內部和之間碳密度的重要決定因素，特別是在活碳量正在下降的生態區。盡管2019年的年度碳損失量不大，但預計干旱、燒毀面積和火災嚴重程度將增加，這可能預示著未來該地區的碳流失速度將繼續加快。

因此， 如果不對積極的森林管理進行強有力的直接投資，美國西部的干旱森林將極易受到碳損失的影響。這需要有針對性的森林管理活動，如間伐和有序燃燒，來穩定森林高碳密度地區的風險。

海濕小百科
碳匯（Carbon sink）指的是能夠吸收和儲存二氧化碳（CO2）或其他碳化合物的自然或人工系統、地點或過程。這些系統通過吸收大氣中的CO2，將其轉化為有機碳或存儲在土壤、植被或海洋中，有助于減緩大氣中CO2濃度的增加，從而對抗氣候變化起到重要作用。

碳基線（Carbon baseline）是指在特定時間和地點上，用來描述或測量碳排放、碳儲存或碳流動的基準水平。它對于評估和管理氣候變化相關的碳管理和政策制定非常重要。通過建立和監測碳基線，科學家和決策者可以更好地了解碳的動態變化，采取有效措施來減少碳排放、增加碳儲存或優化碳流動，從而應對氣候變化并促進可持續發展。

**活碳（Live Carbon）和死碳（Dead Carbon）**用于描述有機碳的兩種狀態，通常用于描述土壤或其他生態系統中的碳質量。活碳通常指處于活躍狀態的有機碳，即那些還在生物體或生物體過程中進行活躍代謝和循環的碳。死碳指那些不再參與活躍生物代謝或循環過程的有機碳。

（注：本文僅代表資訊，供讀者參考，不代表平臺觀點。）

作者：陳志浩
—— 作者系中國生物多樣性保護與綠色發展基金會（CBCGDF）國際部與北京師范大學-香港浸會大學聯合國際學院（BNU-HKBU UIC）全球化與發展（GAD）專業聯合發起的“可持續發展人才培養計劃”的學生
審核：Richard
編輯：綠葉

參考資料略

來源: 海洋與濕地