氣候變遷，森林（forest）會發生什麼事？

 

圖片來源：維基百科

最近COP28剛剛簽完協議。令人欣慰的是，大家終於同意可以慢慢（有點太慢）讓化石燃料退場，但是大家大概也心照不宣：升溫1.5度C是跑不掉了。

我們即將面對一個更熱更無常的地球。

面對這樣的世界，究竟會發生什麼事呢？很重要的一件事是，對我們非常重要的森林，能不能繼續幫助我們？過去有許多研究發現，在森林將死亡的時候，它們不但不能固碳，可能還會釋放出更多的二氧化碳，造成氣候的變化更劇烈。這樣的狀況會不會發生呢？

最近有一群科學家探討氣候變化對森林生態系統的影響，特別是在不同水分和能量可用性下樹木的生長敏感性。研究團隊分析了超過660萬個樹木年輪，使用了一種稱為樹木年輪學（dendrochronology）的技術來研究樹木的生長。這項技術涉及分析樹木的年輪，以了解過去的氣候條件和環境因素如何影響樹木的生長。透過大量的數據收集和分析，他們能夠評估不同條件下樹木對環境變化的反應。這種方法使研究團隊能夠準確地追蹤和解釋過去數百年間樹木生長的歷史和趨勢。

研究團隊通過比較不同地區（濕潤和乾燥地區）樹木的年輪厚度，能夠識別出樹木生長對水分變化的敏感性。研究團隊發現，在濕潤地區生長的樹木在乾旱時期的生長受到更大的影響，相比之下，乾燥地區的樹木對乾旱有更好的適應性。這是因為濕潤地區的樹木較少經歷乾旱，因此對此更為敏感。

研究團隊使用了氣候水平衡方程式，用來描述和計算一個特定地區水分狀態。這些方程式考慮了降水、蒸發、植物蒸散和土壤水分等因素，從而提供了對該地區水文週期的整體理解。氣候水平衡方程式通常用於氣象學、水文學和生態學研究。

具體而言，氣候水平衡方程式通常包含以下元素：

降水（Precipitation）：這是水分進入系統的主要方式，包括雨水和雪水。
蒸發（Evaporation）：水分從地表和水體（如湖泊和河流）蒸發到大氣中。
蒸散（Transpiration）：植物從土壤吸收水分並通過葉片釋放到大氣中的過程。
土壤水分（Soil Moisture）：土壤中的水分含量，影響植物可用水量和地下水補給。
氣候水平衡方程式的核心是平衡這些不同的水分流動。例如，PET（Potential Evapotranspiration）是指在理想條件下（水分供應充足時）植物和土地表面可能失去的水分量。而CWD（Climatic Water Deficit）是指實際水分供應與PET之間的差距，反映了植物可能經歷的水分壓力。這些概念在研究氣候變化對生態系統的影響時非常重要。

研究團隊發現生長在其範圍較濕潤部分的樹木對乾旱最敏感。

研究團隊還預測了2100年前樹木生長情況。他們預測到2100年，全球樹木生長總體將下降10.4%（變化範圍從-37.3%到+0.7%）。更多的森林預計將經歷生長下降。具體來說，51.2%的網格單元（代表特定物種和地點的組合）預計將經歷顯著的生長下降（超過95%的蒙特卡洛模擬迭代）。相比之下，只有0.6%的網格單元預計將經歷顯著的生長增加。這些結果突顯了一個更熱、更乾燥的地球將可能導致全球森林健康狀況的重大變化，以及它們固碳能力的影響。這些關於樹木年輪寬度指數（RWI）變化的預測表明，氣候變化可能會對生長在較濕潤、較溫暖地區的樹木產生出人意料的強烈和負面影響，而物種在其乾旱範圍邊緣的較涼部分可能出人意料地對氣候變化表現出較強的抵抗力。

聽起來不太妙？的確是。研究團隊當然也提出的一些應對建議。這些建議主要集中在森林保護和管理陸地碳匯的政策層面。他們建議政策制定者在保護森林免受氣候變化影響時，應該擴大保護干預的焦點，不僅僅關注物種在其乾旱範圍邊緣的部分。此外，來自乾燥地區的樹木對乾旱的適應性可能對於管理干預措施有用，包括協助這些樹木遷移到較濕潤的地區。

研究還指出，雖然動態全球植被模型日益精密，但很少有模型考慮到碳捕獲的氣候敏感性在空間上的變異。沒有考慮到乾旱敏感效應可能導致人們過高估計濕潤地區碳匯的韌性。因此，改進對於森林保護和管理陸地碳匯的策略將是應對氣候變化對樹木生長影響的關鍵。

參考文獻：

Robert Heilmayr et al. ,Drought sensitivity in mesic forests heightens their vulnerability to climate change.Science382,1171-1177(2023).DOI:10.1126/science.adi1071