森林是應(yīng)對氣候變化問題的萬靈藥嗎？| 讀者來信
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從本周開始，《知識分子》將開辟一個新欄目 “讀者來信”，我們將在這里不定期刊登讀者對某些話題的意見或回應(yīng)。
現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜性往往讓我們對問題的看法過于樂觀或悲觀，難以看清全貌，而我們相信只有通過理性討論，問題才能被逐漸辨明，因此我們歡迎所有理性探討的聲音，也期待讀者根據(jù)自己的專業(yè)所長為我們提供真知灼見。
本欄目的第一篇文章是兩位研究森林生態(tài)的學(xué)者對 Science 此前刊發(fā)的一篇論文的不同看法，通過這篇文章，我們可以看到解決氣候變化問題并不是那么簡單。
撰文 | 楊 曦 (弗吉尼亞大學(xué)環(huán)境科學(xué)系)
徐湘濤 (康奈爾大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)系)
責(zé)編 | 夏志堅
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控制和減少大氣中的二氧化碳含量，從而避免氣候變化帶來的災(zāi)難性后果，早已成為深入人心的共識。然而，如何具體實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)卻英雄所見不同。
相對于減排，或者運(yùn)用物理化學(xué)手段人工捕集封存二氧化碳 (carbon capture and storage)，一些科學(xué)家提出了自然式的氣候變化對策(natural climate solutions)，即通過保護(hù)和管理自然生態(tài)系統(tǒng)（森林，濕地，草地等），尤其是植樹造林來達(dá)到固碳的目的 [1]。7月5日出版的 Science 上的一篇文章更是宣稱“造林是目前為止最有效的解決氣候變化問題的辦法” [2]。
誠然，森林能幫助吸收并儲存二氧化碳 [3]，例如中國近幾十年來的退耕還林等政策就起到了明顯效果 [4]。且應(yīng)對氣候變化的一個重要方式就是減少森林砍伐，因為土地利用變化造成的碳排放（森林砍伐是其中最重要的部分）占每年人類造成的碳排放的10%左右 [5]。
然而，過去幾十年生態(tài)學(xué)和地球科學(xué)的研究已經(jīng)證明了造林并不能成為降低大氣二氧化碳含量最有效和最主要的手段，甚至在一些情況下會起到反作用 [6,7]。某些頂級科學(xué)期刊或者媒體的報道往往有意無意地忽視掉了這一點(diǎn) [2]，比如《衛(wèi)報》的報道對利用造林解決氣候變化就顯得過于樂觀 [8]。更讓人擔(dān)憂的是這些論斷很有可能會影響政策的制定，不僅會浪費(fèi)資源，更可能會適得其反，例如已經(jīng)被提出的“一萬億棵樹”計劃 [9]。那么，為什么說造林并不是降低大氣中二氧化碳含量最有效的手段呢？
第一，生態(tài)學(xué)的基本規(guī)律決定了森林固碳是一個緩慢的過程，很難在短期（20-50年）改變大氣中二氧化碳的含量。研究表明，即使在水熱條件優(yōu)異的熱帶和亞熱帶，次生森林平均也需要近70年才能回復(fù)到較高的固碳水平 [10]。新栽的樹苗長到成熟的森林的過程中，個體之間對陽光，水分和養(yǎng)料的競爭會進(jìn)一步限制森林固碳的能力。
第二，森林的長期固碳能力取決于其是否將碳以生物質(zhì) (biomass) 的形式保存下來。各種自然擾動，例如颶風(fēng)、火災(zāi)和干旱會顯著降低森林的長期固碳能力。比如，2015年的厄爾尼諾現(xiàn)象在南美亞馬遜雨林帶來的火災(zāi)和樹木死亡，就把“地球之肺”從凈吸收變?yōu)榱藘襞欧哦趸肌?003年的歐洲干旱和最近的加利福尼亞干旱都帶來了極其嚴(yán)重的生態(tài)后果，直接影響森林的固碳能力。而最近關(guān)于造林固碳能力的“毛估” (back-of-the-envelope calculation)，并沒有系統(tǒng)地考慮這些復(fù)雜因子，顯然過于樂觀 [2]。
第三，森林的碳匯并不是免費(fèi)的午餐，地球系統(tǒng)的其他過程也會相應(yīng)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。森林在吸收二氧化碳的同時，需要使用更多的水。未來幾十年，地球上不少地方都會受到干旱的影響，包括很多已有森林的地區(qū)。因此，造林不能不考慮未來水資源的變化。更重要的是，在土壤碳蓄積量全球最高的北半球高緯度地區(qū)，用森林來替代已有的生態(tài)系統(tǒng)（比如草地）反而會使得地表變得更”黑“，吸收更多的太陽短波輻射，從而使溫度進(jìn)一步升高，增加土壤中微生物的活性。這些微生物會分解儲存在土壤里面的有機(jī)物，導(dǎo)致更多的二氧化碳排放。許多研究已經(jīng)表明，在高緯度再造林帶來的正面效應(yīng)（吸收二氧化碳）會被負(fù)面效應(yīng)（地表增溫）抵消掉，甚至反超 [6,7]。
第四，如果沒有其他的輔助手段，僅僅依靠森林固碳并不能降低目前大氣中的二氧化碳含量。目前人類排放到大氣中的碳大約是一百億噸每年 (10 PgC/year)。而即便是最樂觀的估計 [3]，森林在接下來的50-100年能存儲兩千零五十億噸碳 (205 Pg C)，也就是平均每年二十到四十億噸碳 (2-4 Pg C/year)，也不足以將每年的凈排放量降到零以下。如果只寄希望于造林，大氣中的二氧化碳含量還是會繼續(xù)升高。
解決氣候變化不是一個零和博弈，而是需要多種方案齊頭并進(jìn)。我們的確需要保護(hù)和更有效的管理森林，但對森林碳匯能力也不能盲目樂觀，需要更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目甲C計算。歸根到底，科學(xué)有效的制定并執(zhí)行減排政策，才是解決氣候變化問題的真正靈藥 [10]。
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參考文獻(xiàn)：
[1] Griscom, B.W., Adams, J., Ellis, P.W.,Houghton, R.A., Lomax, G., Miteva, D.A., Schlesinger, W.H., Shoch, D.,Siikam?ki, J.V., Smith, P. and Woodbury, P., 2017. Natural climate solutions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(44),pp.11645-11650.
[2] Bastin, J.F., Finegold, Y., Garcia, C.,Mollicone, D., Rezende, M., Routh, D., Zohner, C.M. and Crowther, T.W., 2019.The global tree restoration potential. Science, 365(6448),pp.76-79.
[3] Bonan, G.B., 2008. Forests and climate change:forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests. Science, 320(5882),pp.1444-1449.
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[6] Betts, R.A., 2000. Offset of the potential carbon sink from boreal forestation by decreases in surface albedo. Nature, 408(6809),p.187.
[7] Bala, G., Caldeira, K., Wickett, M., Phillips,T.J., Lobell, D.B., Delire, C. and Mirin, A., 2007. Combined climate and carbon-cycle effects of large-scale deforestation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(16), pp.6550-6555.
[8] Tree planting 'has mind-blowing potential' totackle climate crisis. https://www.theguardian.com/environment/2019/jul/04/planting-billions-trees-best-tackle-climate-crisis-scientists-canopy-emissions
[9] Goymer, P., 2018. A trillion trees. Nature ecology & evolution, 2(2), p.208.
[10] Poorter, L., Bongers, F.,Aide, T.M., Zambrano, A.M.A., Balvanera, P., Becknell, J.M., Boukili, V.,Brancalion, P.H., Broadbent, E.N., Chazdon, R.L. and Craven, D., 2016. Biomass resilience of Neotropical secondary forests. Nature, 530(7589),p.211.
[11] Anderson, C.M., DeFries,R.S., Litterman, R., Matson, P.A., Nepstad, D.C., Pacala, S., Schlesinger,W.H., Shaw, M.R., Smith, P., Weber, C. and Field, C.B., 2019. Natural climate solutions are not enough. Science, 363(6430),pp.933-934.
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