新的研究表明-随着全球气温升高,树木吸收的二

- 编辑:大众自然网 -

新的研究表明-随着全球气温升高,树木吸收的二

气候变暖会使树木减少。减缓气候变化的能力

一项新的研究表明,随着全球气温的升高,北美数量最多的树木吸收的二氧化碳越来越少。

世界的森林在减缓气候变化方面发挥着重要作用。它们是碳汇,意味着它们吸收的二氧化碳比排放的多。但根据一项新的研究,北美最多产的树道格拉斯冷杉将在未来吸收更少的大气二氧化碳,因此对减缓气候变化的作用也不会像以前认为的那样大。

对树木来说,更多的气候变暖可能意味着更多的压力,更多的树木死亡,减缓全球变暖的能力更弱。亚利桑那大学年轮研究实验室的树木年代学助理教授玛格丽特·埃文斯说。到目前为止,森林已经稳定了气候,但随着干旱加剧,它们可能会成为不稳定的碳源。

埃文斯是这项研究的资深作者,该研究发表在《全球变化生物学》上,是亚利桑那大学研究人员领导的一项国际性研究。

我们选择研究道格拉斯冷杉是因为它们具有巨大的生态位,埃文斯说。

道格拉斯冷杉生长在北美的西部,从最南的墨西哥南部的山脉到索诺兰沙漠的山峰,太平洋西北部的热带雨林,再到落基山脉寒冷的山峰。

为了研究道格拉斯冷杉对未来气候的影响,研究人员收集了大量数据来了解年轮宽度和气候之间的关系,以便预测未来的生长。

年轮是由碳元素构成的年轮。当年轮较薄时,表明当年树木从大气中吸收的二氧化碳较少。researchers’结果显示:

据预测,年轮宽度下降最严重的地区是索诺兰沙漠的天空群岛、美国西南部和墨西哥西北部。研究小组预测,树木年轮宽度会减少15-30%。

生长在西北太平洋喀斯喀特山脉和西海岸的道格拉斯冷杉。被认为是物种的中心生态位和目前生长最快的地方。预计将下降约10%。

预计美国北部落基山脉高海拔的道格拉斯冷杉受到的影响最小。该团队预计降幅为2-11%。

在蒙大拿州的高海拔地区,树木年轮的预计增长惊人。这是因为那里太冷了,温度的升高将允许更多的生长。

年轮数据的宝库研究人员以前未公开获得的数据;来自美国林务局森林调查和分析项目–确实对分析产生了影响,前亚利桑那大学博士后研究员,现就职于瑞士联邦森林、雪和景观研究所(位于瑞士伯门斯多夫)的首席作者Stefan Klesse说。

该数据集结合了上个世纪Douglas firs&rsquo内近2700个地点的270万棵树的年轮;生态范围。

树木年轮已经证明自己是调查过去气候的有力工具。对未来树木生长的预测是对同样逻辑的明显延伸。埃文斯说。

她说,问题在于未来和过去不一样,对森林的预测也不一样。未来吸收二氧化碳的能力各不相同。

阅读《指环王

一些模型预测,全球变暖将导致树木在新的环境下生长缓慢或死亡。

其他模型预测树木将更有效地吸收二氧化碳,长得更多。一个有争议的观点叫做碳施肥效应。它的工作原理是这样的:树木在叶子上打开小孔让二氧化碳进入,但在这样做的同时,水分通过蒸发而流失。树木会不断地平衡打开气孔的成本和收益。他们的想法是,如果大气中二氧化碳的浓度增加,树木就能更有效地通过这些气孔吸收二氧化碳,从而减少水分流失。

但是大多数科学家对森林中碳施肥效应的大小表示怀疑。

问题是,这些叶尺度上的实验能否在全球尺度上实际应用,埃文斯说。这就是树木年轮可以作为补充数据来源的地方。树木年轮记录着整棵树周围的环境状况。了解树木在野外的反应可以更好地为目前基于小尺度测量的模型提供信息。这是我们在科学领域喜欢做的事情;我们喜欢寻找不同来源的数据和模型,如果它们都一致,我们就会对未来的预测更有信心。

研究人员依靠温暖气候下的树木来预测树木在寒冷气候下的未来反应。例如,亚利桑那州的道格拉斯冷杉被用来预测几十年后气温上升时蒙大拿州的道格拉斯冷杉将如何生长,埃文斯说。这被称为空间-时间替代,研究人员能够用他们的新数据集和模型测试这个想法。

他们的研究揭示了空间替代时间的假设过于简单,并且产生了糟糕的预测。

我们不能用现在亚利桑那州的树木平均增长率来预测未来蒙大拿州的树木平均增长率,克利斯说,“原因就在树上。遗传学.”

蒙大拿州的一棵道格拉斯冷杉与亚利桑那州的树木没有相同的基因组成。你不能因为他们已经适应了当地的气候就对他们一视同仁。

对于蒙大拿未来年轮的生长情况,一个更准确的预测实际上是亚利桑那的树木对今天气候的敏感性。克莱西说。

影响敏感性的因素包括平均气温和平均降水量。当地平均气候越暖和越干燥,受气温升高和干燥影响的树木就越多。

由于全球气温攀升和干旱加剧,几乎所有的道格拉斯枞树的年轮都变薄了,这意味着它们吸收的二氧化碳减少了。

森林生态系统将成为正反馈循环,这不是一件好事。埃文斯说。

哈罗德“;Hal”弗里茨是亚利桑那大学的树木年代学名誉教授,去年去世,享年90岁。他在50多年前就预测到了树木的气候敏感性和年轮的生长之间的联系。

在西北各州,每棵树的年轮看起来都一样。它们看起来像铁轨,因为它们对变化不太敏感。埃文斯说。但是在更多的沙漠地带,比如亚利桑那州,平均环宽要小得多,而年复一年的变异性,或者说敏感度要大得多。在沙漠潮湿的一年里,树木可以长出又大又肥的年轮。他(Fritts)在很久以前就预测了环宽与灵敏度之间的这种关系。我们的模型证明他是对的。

研究小组表示,要想更好地预测树木对气候变化的反应,最终需要进行基因研究。他们得出的结论是,道格拉斯冷杉的平均环宽的差异很大程度上可能是由于进化适应造成的,但确切的差异程度尚不清楚。

未来可能的工作是回到遗传学,克莱西说。

参考文献:基于年轮的道格拉斯冷杉生长投影测试空间和时间替换的极限S. Klesse, R.J. DeRose, F. Babst, B. Black, L.D.L. Anderegg, J. Axelson, A. Ettinger, H. Griesbauer, C.H. Guiterman, G. Harley, J.E. Harvey, Y.H. Lo, A.M.林奇,c . O’康纳,c .瑞d . Sauchyn j . Shaw史密斯d, l .木头,j·维拉纽瓦和M.E.K.埃文斯,2020年5月20日,全球变化生物学。

DOI: 10.1111 / gcb.15170