挑战

森林通过树木和土壤从大气中吸收碳元素,其中一些碳元素最终以凋落物的形式回到地面,并在土壤中积累。土壤是地球上最大的碳储存库之一,其碳元素储量比大气和地面生物量的碳总和还要多。

当森林燃烧时,大量储存的碳元素被排放至空气中。但是,当被烧毁地区的植被重新生长时,植物又会将这些碳元素从大气中吸收回来。

这一循环就是常见的火灾恢复周期。然而,当植被恢复得非常缓慢或不完全时,例如热带森林被农业用地取代,未被重新捕获的碳元素会留在大气中,并导致气候变化。

森林火灾的频发和生物质的炭化产生了怎样的影响?

方案

Stefan Doerr教授Cristina Santin博士与世界各地研究人员合作,前往不同的大陆研究森林火灾。他们进行了一系列的包括主动引燃部分森林的控制实验。在实验燃烧和自然火灾中,研究小组对燃烧前后的土壤和地上生物进行了采样,他们发现:有些植物不会因为燃烧而消耗,它们会转化为木炭。木炭富含碳元素,不易降解,因此可以在土壤中长期储存。

通过Matthew Jones博士 (廷德尔气候变化研究中心) 和Guido van der Werf博士(阿姆斯特丹自由大学) 收集到的数据和对全球火灾碳排放的分析,能够对全球范围内由火灾排放到大气中的碳元素、以及在当前和未来气候下生产的木炭进行量化。

影响

全球气温升高和严重干旱导致许多地区更易发生森林火灾,这意味着一些本可以进行碳汇的森林可能会变成碳源,进一步加剧气候变化。然而,研究小组证明,在火灾中产生的木炭可以有效减缓碳排放。这种木炭的降解速度更慢,但比自然衰败的植物含有更多的碳元素。因此,它可以作为有效的碳汇,在土壤中积累几个世纪。该团队的分析表明,在全球范围内,因火灾生成的木炭相当于火灾本身碳排放量的12%。这使得木炭成为火灾的重要产物,也是全球碳循环的重要组成部分。

尽管人类活动导致的碳排放上升、森林火灾频发(特别是森林砍伐和泥炭地火灾)仍持续对全球气候构成严重威胁,但该研究成果无疑是个好消息。

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