亚马逊部分地区从“碳汇”变成排放二氧化碳的“碳源”,加速全球变暖
亚马逊部分地区从“碳汇”变成排放二氧化碳的“碳源”,加速全球变暖
亚马逊雨林,被誉为“地球之肺”,是全球最大的热带雨林,对全球气候和生态环境具有重要影响。然而,最新研究表明,这片重要的碳汇正面临着前所未有的威胁,部分地区已经从吸收二氧化碳的“碳汇”变成了排放二氧化碳的“碳源”。
研究发现:亚马逊雨林部分地区已成“碳源”
据英国《自然》杂志7月14日发表的一项气候科学研究指出,森林砍伐和区域气候变化可能威胁到亚马逊雨林大气中碳的缓冲潜力。研究发现,一些地区的碳排放超过了碳吸收。
亚马逊雨林或称亚马逊流域,是全球面积最大的热带雨林。因此,亚马逊雨林对于大气中碳的累积和储存具有关键作用。人为森林砍伐和气候变化这类因素被认为引起了碳汇能力下降,改变了当地含碳气体的平衡,而这种平衡是衡量生态系统健康的指标。
此次,巴西国家空间研究所科学家卢西亚那·盖提及其同事,整理了2010年至2018年巴西亚马逊流域上空对流层二氧化碳和一氧化碳浓度的飞机观测结果。对流层是地球大气的最下层,研究团队对四个地点的逾600例垂直分布(从地表到海平面以上约4500米)数据进行了分析,结果显示亚马逊流域东部的总碳排高于西部。具体而言,亚马逊流域东南部被锁定为一个净碳排放源,在研究期间从“碳汇”直接变成了“碳源”。研究人员认为,旱季和森林砍伐的加剧对当地生态系统构成了压力,导致火灾事故增多,这些可能是造成东部碳排放增加的原因。
科学确认:亚马逊雨林从“碳汇”变成“碳源”
森林从地球大气中吸收大量的二氧化碳本是减缓气候变化的关键部分。但是,一项新的研究发现人类可能已经使世界上最大的雨林在对抗温室气体的斗争中变得毫无用处,甚至可能有害。
一项最新研究表明,亚马逊热带雨林的部分地区二氧化碳排放量已经超过吸收量,这意味着人类应对气候变化的努力将更加困难。这项研究于7月14日发表在《自然》期刊上。
作为全球最大的热带雨林,亚马逊雨林能吸收大量的二氧化碳。但是,森林砍伐和退化使得这一作用逐年降低。过去40到50年,亚马逊雨林面积已经减少了17%,其中大部分被开垦为农牧用地。频繁发生的雨林火灾也使亚马逊雨林积累的碳以二氧化碳的形式排放出去。
周三发表的这项研究,是科学家首次确认亚马逊雨林的部分地区净排放为正,从吸收二氧化碳的“碳汇”变成排放二氧化碳的“碳源”。研究者使用小型飞机,在2010年到2018年期间600余次前往亚马逊雨林上空4500米处,然后在下降的过程中测定空气中二氧化碳含量。收集了来自巴西亚马孙地区四个地点的近600个二氧化碳测量值。
研究发现雨林火灾每年排放15亿吨二氧化碳,而雨林每年吸收5亿吨二氧化碳。亚马逊雨林森林燃烧产生的二氧化碳大约是森林吸收二氧化碳的三倍。也就是说,每年的二氧化碳净排放量达到10亿吨,比德国每年的排放量还高三分之一。
位于巴西境内的亚马逊雨林东南部排放问题最为严重。火灾是亚马逊雨林碳排放的最主要原因,而其中许多火灾是人为纵火烧毁雨林,以便种植大豆等作物或养殖牲畜。但在亚马逊雨林东南部,即使没有火灾,更高的气温和更少的降雨也意味着碳排放的增加。
研究人员认为,这是由于先前的森林砍伐和火灾使得被毁的雨林地区周围的雨林也更加脆弱,进而导致更严重的干旱,更多树木死亡或被烧毁,碳排放也就随之增加。
研究的作者之一、巴西国家空间研究院的学者卢西亚纳·加蒂(Luciana Gatti)表示:“我们现在面临着一个恶性循环,雨林越来越容易遭受不可控的火灾。”
这一恶性循环不仅破坏雨林本身,而且使得在从前的雨林上建立起来的大豆种植业也同样受到损害。近期发表在《世界发展》期刊上的研究显示,雨林退化和气温升高导致巴西的大豆种植业每公顷损失99美元,每年的总损失达35亿美元,而且未来的损失还会升高。
这是近年来亚马逊雨林生态恶化的一个缩影。2018年,现任总统博尔索纳罗当选以来,巴西政府纵容对森林的砍伐和烧毁。去年,法国、爱尔兰等欧盟国家要求巴西政府采取切实措施保护雨林,否则将拒绝批准欧盟与南方共同市场(Mercosur)的贸易协定。
巴西政府在压力下采取了一些保护措施,但效果并不乐观。
2019年8月到2020年7月的一年间,巴西有至少11088平方公里的雨林被毁,创2008年以来新高。而今年6月,巴西境内的亚马逊雨林发生了2308场火灾,也是2007年以来火灾最多的一个六月。
这意味着,不仅亚马逊雨林的碳排放量在增加,而且由于森林的减少,亚马逊雨林吸收二氧化碳的能力也在降低。2015年发表在《自然》上的一项研究发现,30年来亚马逊雨林吸收二氧化碳的能力逐渐减弱。2005年到2015年的吸收能力比20世纪90年代降低了三分之一。
研究小组还发现,虽然东部亚马逊地区已成为碳排放的净来源,但西部亚马逊地区森林砍伐较少,既不是碳源,也不是碳汇。在那里,健康森林吸收的二氧化碳平衡了火灾的排放。
学者表示,尽管亚马逊雨林遭受破坏严重,不太可能恢复原状,但现在开始采取保护措施还来得及。
研究发现,亚马逊生态系统中的“大规模人为干扰”导致碳平衡出现倾斜,为清理农田和工业用地而人为引发的山火造成了该地区大部分的二氧化碳排放。这些火灾还加强了气候变暖的反馈循环,更多的温室气体导致了亚马逊地区更长、更热的旱季,从而导致更多的火灾和更多的二氧化碳排放。尤其是亚马逊河东部地区,在过去的40年里,历史上森林砍伐量更大,现在比其他雨林地区更热、更干燥,更容易发生火灾。结果是该地区温室气体排放量增加,通过光合作用再次吸收碳的树木减少。研究小组制作的地图显示了亚马逊东部的森林砍伐(橙色箭头)是如何与碳排放和野火(蓝色和红色条)直接相关的。森林砍伐率在30%或以上的林区的碳排放量是森林砍伐率低于20%的林区的10倍。
被誉为“生物多样性教父”的乔治梅森大学环境科学与政策系教授托马斯·洛夫乔伊(Thomas Lovejoy)在接受《纽约时报》的采访时就表示:“我认为雨林永远不可能回到从前,但我们至少可以作出一些改善。”
亚马逊河流域约有280万平方英里(720万平方公里)的丛林,占地球上热带雨林面积的一半以上。限制森林砍伐,特别是抑制山火,是扭转亚马逊地区碳排放危险趋势的关键。
已成定局!亚马逊雨林完成碳源转变,开始加速地球变暖
众所周知,气候变化已经对我们的生活产生了深远的恶劣影响,如海平面上升、极端热浪和极端天气的增加。三月初,一项发表在《Frontiers in Forests and Global Change》上的研究警告称,亚马逊雨林正承受着前所未有的巨大压力,严峻的气候变化与人为破坏使其逼近生态崩溃的临界点。而世界最大雨林崩溃的影响又将传导至气候危机,引发对人类未来存亡的担忧,这比我们预想中的情况要糟糕得多!
这项研究是迄今为止关于亚马逊流域对全球气候影响的最全面的评估,它计算了亚马逊河流域进入大气的所有温室气体,并评估了人类活动对这一地球上最大碳汇的直接影响。研究发现,随着末日般的森林大火、极端干旱和大规模土地开垦的发生,亚马逊雨林释放出的温室气体(以二氧化碳为主)量已经超过了当地植物和土壤中储存的等价热量!
为此,30多名科学家警告称,这意味着亚马逊雨林已经从碳汇转变为碳源!很可能无法起到降温的作用,而是开始使地球加速变暖。这一结果比我们预想中的要糟糕得多,也意味着亚马逊的至暗时刻已经到来。与之相关联的,则可能是人类未知的命运。
在亚马逊河流域,二氧化碳的排放主要是由森林降解驱动的,如此庞大的碳源将使得地球大气二氧化碳含量超前达到2035年的预计水平。
也就是说,我们再也不能指望雨林帮我们抵消因人类活动而超额产生的二氧化碳排放量,亚马逊雨林正在加速“浪费”全球剩余的碳预算——当然,这完全是我们自己惹的祸。研究人员还担心,随着非法的雨林砍伐增加,该地区正迅速接近灾难性的“引爆点”边缘,随时可能变为一个更加干燥的生态系统。
二氧化碳并不是影响地球气候的唯一因素,引发全球变暖的另外两个重要物质是一氧化二氮(N2O)和甲烷(CH4)。这两种气体在大气中的存在寿命不及CO2那样长,但它们引发温室效应的强度却是惊人的——每个N2O分子的热捕获量是CO2的300倍!
在过去的两年中,亚马逊地区甲烷和一氧化二氮的排放量均大幅增加。现在,这些很少被人关注的“新”温室气体正加速将亚马逊推向崩溃的边缘。下图为各种温室气体在亚马逊河流域的循环。
长时间的干旱会降低亚马逊地区吸收二氧化碳的能力,并增加大规模火灾爆发的可能性。2019年亚马逊地区创纪录火灾引发全球高度关注,火焰将树木变成烟尘与灰烬,吸收了更多的阳光,进而加速了大气温度的上升。
考虑到亚马逊河流域的规模,森林(及其富含微生物的土壤)吸收或释放的温室气体的量即使看似变化很小,但累加起来也就一个天文数字,致使整个生态系统发生剧变。
仅在巴西境内,自2012年以来的人为森林砍伐量就增加了60%,每年为采矿和农业发展砍伐了成千上万平方公里的森林。除此以外,大坝的建设、季节性洪水、暴风雨、畜牧业的兴起都在不断改变当地环境,进而引发亚马逊雨林的崩溃。
地球之肺正在遭遇史无前例的摧毁。此时此刻,保护亚马逊比以往任何时候都更加紧迫!