科學發現：全球環境變化使樹木更矮更小

一項新研究揭示，一係列原因導致樹木逐漸變得矮小、年輕化。 （圖片來源：Ed van duijn, Unsplash）

科學家們(men) 認為(wei) ，如今持續的環境變化，正導致樹木逐漸變得矮小、年輕。這將改寫(xie) 全球的森林環境，廣泛影響全球各類生態係統。

《科學》（Science）雜誌上發表了一項由美國能源部，美國西北太平洋國家實驗室（PNNL）牽頭的全球研究。研究發現，氣溫升高和二氧化碳的含量上升，會(hui) 通過高溫脅迫，二氧化碳施肥效應，以及諸如野火、幹旱、風災等各類自然災害頻率的上升和嚴(yan) 重性的加劇，已在逐漸改變著全球森林環境。再加之森林采伐活動，地球上樹木的年齡和高度都已有了急劇下降。

Nate McDowell是一位PNNL的地球科學家，也是該研究的第一作者。他說：“這一趨勢十之八九會(hui) 隨著氣候變暖持續下去。未來的地球，參天古樹將越來越少，與(yu) 我們(men) 現在習(xi) 以為(wei) 常的將大不一樣。比起年輕的森林，較為(wei) 古老的森林生物多樣性通常會(hui) 豐(feng) 富很多，碳的存儲(chu) 量也要多一些。”

碳儲(chu) 量和豐(feng) 富的生物多樣性都是緩解氣候變化的關(guan) 鍵。

這項名為(wei) “Pervasive shifts in forest dynamics in a changing world”（論變化萬(wan) 千的世界裏森林動態的變化無處不在）的研究，證明了森林已經被人類改變，在可見的未來裏也將會(hui) 大概率持續被改變，從(cong) 而導致全球範圍內(nei) 的古老森林不斷減少。

三種毀林致因

研究人員運用衛星圖像結合詳細的文獻綜述得出結論：全球樹木的平均尺寸已在上個(ge) 世紀出現下降，而受環境持續變化的影響，這個(ge) 數字將繼續下跌。

樹木損失是由人為(wei) 活動和自然原因等多重因素造成的——其中，皆伐、野火、蟲災、疾病是主要原因。這一現象被統稱為(wei) 森林砍伐。它破壞了確保森林多樣化繁茂發展的三大重要特征之間的平衡：（1）招新，即為(wei) 森林增加新的幼苗；（2）生長，即生物量或碳的淨增長；（3）死亡，即林木的死亡。

“大多數地區樹木的死亡率都在上升，而招新和生長速度卻隨時間而變化，從(cong) 而導致森林樹木的高度整體(ti) 呈現淨下降。”McDowell說，“不幸的是，驅使樹木死亡率上升的因素，比如溫度升高以及野火和蟲災等，也變得越來越多，而且其頻率和嚴(yan) 重程度預計在下一世紀持續增加。因此，森林樹木平均年齡已縮短，高度已降低，這個(ge) 趨勢很可能將會(hui) 繼續。”

植被動態變化

McDowell說，森林砍伐的情況很可能會(hui) 變得越來越嚴(yan) 重，從(cong) 而極大地改變動植物的生活狀況。

“在過去的一百年裏，我們(men) 已經失去了許多古老的森林。有一部分不再是森林，有一部分變成了年輕的森林。這對生物多樣性、氣候變化減緩、林業(ye) ，都有影響，”McDowell說。

多麵輻射

該研究還揭示，其他導致森林砍伐的機製（“長期變化的驅動因素”）也在不斷發揮著作用。它們(men) 包括：

大氣中的二氧化碳：工業(ye) 革命以來，大氣中的二氧化碳的含量急劇增加，預計在下一世紀將繼續上升。較高的二氧化碳含量可以加速樹木的生長和增加種子的產(chan) 量。然而，這種二氧化碳施肥效應似乎隻發生擁有充足養(yang) 分和水資源的年輕森林中。如今，全球大部分森林缺失這樣的條件，因而二氧化碳對樹木生長的促進作用被大大削弱了。

溫度：溫度升高限製了賦予維持生命的光合作用，使得生長速度降低，死亡率上升，以及再生率下降。研究確定，這是導致樹木變矮的關(guan) 鍵之一。

幹旱：預計全球範圍內(nei) 幹旱發生頻率、持續時間、嚴(yan) 重程度都會(hui) 增加。幹旱可直接導致樹木死亡，或者間接通過有關(guan) 昆蟲或病原體(ti) 侵襲的增加致死。

正在改變世界森林麵貌的其他因素：

研究發現，全球許多森林野火頻次都有增加，未來某些地區的火災可能會(hui) 比過去一萬(wan) 年來更為(wei) 頻繁。由於(yu) 高溫，森林火災後的植物生長可能會(hui) 變慢甚至停止生長。

由生物幹擾（昆蟲、真菌、阻礙生長的藤蔓）導致的森林砍伐與(yu) 日俱增。去年發表的一項研究稱，每年因昆蟲而損失的碳儲(chu) 存量相當於(yu) 500萬(wan) 輛汽車所排放的碳排放量。這一情況預計將隨著全球變暖，以及如真菌和細菌等其他生物型幹擾而持續。在熱帶地區，使用其他植物作為(wei) 寄主的藤蔓正在讓樹木窒息而亡。

單單砍伐木材就對全球森林向年輕森林或非林地的轉移產(chan) 生了巨大影響，從(cong) 而在全球範圍內(nei) 減少了森林和舊林的數量。如果在收割的土地上重新造林，樹木會(hui) 變小，生物量也會(hui) 減少。

McDowell與(yu) 20多位科學家合作進行有關(guan) 森林砍伐的研究，其中涵蓋了先前160多項研究的數據和觀察結果。

McDowell說：“環境的變化讓幹擾情況變得更加嚴(yan) 峻，這讓植被動態朝著樹木生長長度更矮，生命周期更短的樣子變化。”

翻譯：周益安

審校：趙歡

引進來源：美國西北太平洋國家實驗室（PNNL）

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