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气候变化促进森林生长

  ■大气中浓度不断升高的二氧化碳增加了光合作用率,氮沉降则为植物加强了氮素营养。此外,在森林区域,一般降水量较大,温度的上升可能对森林生长产生有利作用。

  ■本期嘉宾:中国科学院院士方精云

  当下,全球变暖已经成为公认的事实,而气候变化是阻碍还是促进森林生长却存在争议。近日,中国科学院院士方精云领导的研究团队利用一种新方法,发现了气候变化促进森林生长的秘密。

  “我们的研究有一个基本事实,即在外界因素对森林系统没有较大干扰时,同一类型同一年龄的森林在不同时期应具有相同的生长量;如果生长量有变化,则这种变化应由环境变化所引起;生长量如有增加则说明环境变化促进植物生长,反之则会抑制植物的生长。”方精云表示。

  日本被称为“千岛之国”,属于温带海洋性季风气候。由于地形狭长,其国土纵贯热带、温带和寒带3个气候带,四季分明,降水充沛,十分有利于树木的生长。在日本,森林覆盖率高达67% 。在过去几十年间,日本经历了剧烈的环境变化,二氧化碳浓度不断增加,气候变暖显著,大量的氮元素源源不断地进入陆地生态系统。而与此同时,日本的国家林业政策、制度、造林密度以及培育方法等并未发生较大变化。

  利用1980年到2005年间具有完整龄级结构数据的日本森林资源清查资料,方精云及其团队研究了全日本四种主要类型的森林在25年间中的生长量变化。他们发现,在过去的25年中,环境变化显著增加了这四种类型的森林的生长量。环境因子中,二氧化碳浓度、氮沉降、温度和降水量等四类因子均发生了显著的变化。

  25年间,这四种类型的森林的平均生长量每公顷增加了4吨到7.7吨碳。这些增加量占到森林生物量碳汇的8.4%至21.6%。在这四类环境因子中,二氧化碳浓度增加是森林生长量增加最主要的原因。

  对于促进森林生长的原因,方精云解释道,大气中浓度不断升高的二氧化碳增加了光合作用率,氮沉降则为植物加强了氮素营养。此外,在森林区域,一般降水量较大,温度的上升可能对森林生长产生有利作用。

  研究还发现,森林生长对环境变化的响应随森林类型和年龄的变化而不同。处在生长旺盛时期的中龄林,森林生长对环境变化的响应较敏感,而处在生长初期的森林响应则不敏感。

  方精云表示,过去人们大都利用短期实验或模型进行模拟,但利用实测数据进行研究的例子很少。这项研究给出了直接、大范围的观测结果,研究结果更有说服力,也因此成为气候变化促进森林生长的直接证据。

  尽管方精云也认同,研究选取的日本四种类型的森林生长量增加并不能代表全球整体森林的增长。但他认为,气候变化对大多数森林的生长可能是有促进作用的,这在热带林中也有观测数据证实。目前的困难是,还没有人能将森林增长从森林生长阶段导致的生长和环境变化导致的生长区分开来,而这主要是由于目前还没有能够开展这项工作的实测数据。

  有人认为,气候变暖将会使部分树种面临消失的风险。方精云表示,这种可能性存在,但并没有人提出直接证据。而反过来,他自己想提的问题是:气候变暖会不会使一些物种增加了呢?

  “科学不能仅凭猜测。”方精云说。

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