城市树木和土壤从大气中吸收的碳比以前想象的要多
波士顿大学生态学家Lucy Hutyra说，波士顿等城市的树木和森林吸收了燃烧化石燃料释放的大量二氧化碳，为我们的星球提供了“令人难以置信的服务”。图片来源：iStock/CraigStocks
城市树木和土壤从大气中吸收的碳比以前想象的要多
澳门威尼斯人注册网站研究人员发现，森林最外层的树木和土壤可能在应对气候变化方面发挥作用，但这种好处可能不会持久
它们可能没有我们那样的肺，但土壤和树木每时每刻都在呼吸。树木吸收二氧化碳（CO2），通过光合作用释放氧气，并将碳储存在树干中。当树叶落到地面上时，土壤微生物会分解树叶和其他有机物，释放出二氧化碳。
实际上，森林储存的二氧化碳比它们释放的要多，这对我们来说是个好消息：燃烧化石燃料产生的碳排放中，约有30%被森林吸收，这种效应被称为陆地碳汇。
波士顿大学的生物地球化学家和生态学家Lucy Hutyra说：“这是大气中没有的二氧化碳。”“由于陆地气候汇，我们没有感受到气候变化的全部影响。这些森林为我们的星球做出了不可思议的贡献。”
十多年来，Hutyra一直在澳门威尼斯人注册网站研究当大片森林被砍伐成更小的斑块时，地球的“肺”会发生什么，澳门威尼斯人注册网站研究人员称之为森林破碎化。
“我们认为森林是一个大景观，但实际上，由于人类的世界，它们被分割成所有这些小块，”波士顿大学艺术与科学学院地球与环境教授Hutyra说。森林被砍伐成更小的块，因为大块的森林被砍伐为道路、建筑、农业和太阳能农场腾出空间——这是马萨诸塞州森林损失的最大驱动因素之一。这些对森林的改变创造了更多被称为森林边缘的区域——字面意思是森林最外层边缘的树木。
长期以来，人们一直认为这些森林边缘释放和储存碳的速度与森林内部相似，但Hutyra和她在波士顿大学实验室的澳门威尼斯人注册网站研究人员发现事实并非如此。美国东北部温带森林边缘的土壤和树木的行为与远离人类的土壤和树木不同。在最近的两篇澳门威尼斯人注册网站研究论文中，Hutyra的澳门威尼斯人注册网站研究小组发现，边缘树木比它们在森林深处的乡村表亲生长得更快，而且城市地区的土壤可以储存比以前认为的更多的二氧化碳。他们的澳门威尼斯人注册网站研究结果可以挑战当前澳门威尼斯人注册保护和城市森林不仅仅是娱乐场所的价值的想法。
吸入二氧化碳
在迄今为止对温带森林边缘最详细的澳门威尼斯人注册网站研究之一中，Hutyra和她的澳门威尼斯人注册网站研究小组，包括哈佛森林的合作者，澳门威尼斯人注册网站研究了边缘树木与森林其他部分相比的生长速度。
利用美国农业部森林清查和分析项目的数据——该项目监测全国的树木大小、生长情况和土地使用情况——hutyra的团队澳门威尼斯人注册网站研究了美国东北部4.8万多块森林地块。他们发现，边缘树木的生长速度几乎是内部树木（距离边缘约100英尺）的两倍。
“这可能是因为边缘的树木没有与内部森林竞争，所以它们得到了更多的光线，”胡提拉实验室的博士候选人、发表在《自然通讯》上的论文的主要作者卢卡·莫雷尔（Luca Morreale）说，他概述了这些发现。一棵树长得越多，它吸收的碳就越多。
考虑到美国东北部超过25%的土地被边缘覆盖，这是一个好消息。但这并不意味着更多的森林碎片化是从大气中吸收更多碳的解决方案；沿着破碎地区边缘的碳储存并不能抵消失去森林的负面影响——比如将长期储存在地下的碳释放回大气中。
根据Morreale和Hutyra的说法，他们的澳门威尼斯人注册网站研究指出需要更好地了解和保护现有的森林边缘，这些边缘通常被认为是一次性的。“我们低估了温带森林边缘吸收的碳量，”Hutyra说。“我们还需要考虑它们在未来可能对气候变化有多敏感，”因为之前的澳门威尼斯人注册网站研究表明，尽管这些树木在更多的阳光下生长得更快，但更热的温度会导致边缘树木的生长速度急剧下降。
呼出二氧化碳
在第二项相关澳门威尼斯人注册网站研究中，Hutyra与波士顿大学生物学家Pamela Templer合作，发现森林边缘的土壤和树木一样，也受到了森林破碎化的影响。
“土壤中含有大量的细菌、真菌、根和微生物，就像我们在工作和活动时呼出二氧化碳的方式一样，它们也呼吸二氧化碳，”Hutyra实验室的博士候选人、《全球变化生物学》上发表的一篇澳门威尼斯人注册森林边缘土壤的论文的主要作者萨拉·加维说。“土壤比我们看到的要丰富得多。”
加维发现，不仅森林边缘土壤比森林内部土壤释放更多的碳，而且土壤在农村森林和城市森林中的作用也截然不同。
在一年半的时间里（跳过地面被冰覆盖的冬季），她每两周访问马萨诸塞州已开发和未开发地区的八个地点，以测量从土壤中释放的碳水平。她和她的团队将拍摄森林边缘土壤的温度和湿度水平的快照，然后走进森林约300英尺再次测量。
他们发现，在人口和建筑物较少的农村地区，森林边缘的温度较高，导致树叶和有机物分解得更快，迫使土壤微生物比森林内部温度较低、阴凉的微生物更努力地工作，释放出更多的二氧化碳。但是，在城市森林中，地面明显更热、更干燥，这些土壤不再释放那么多的碳。
Hutyra说：“这里又热又干，微生物很不高兴，它们不做自己的事情。”不健康土壤的长期影响还不确定，但澳门威尼斯人注册网站研究结果也意味着城市土壤，比如波士顿最大的公共公园富兰克林公园的土壤，可能比以前预期的具有更大的碳储存能力，加维说。她的下一个项目将深入澳门威尼斯人注册网站研究不同碳释放和储存速率背后的可能机制。
对我们的未来至关重要
Hutyra说，虽然发现城市树木和土壤储存更多的碳似乎是“好事的双重打击”，但目前还不清楚，随着地球继续变暖，这种碳吸收的增加是否会持续下去。
气候变化可能加剧土壤中的碳流失，而农村或城市地区森林边缘的树木可能更容易受到极端高温和干旱的影响。
“森林几乎将一半的碳储存在地下，”加维说。“这就是为什么了解土壤和植物之间的关系对于了解森林如何长期储存碳的大局至关重要。”
随着城市和国家承诺种植更多的树木以遏制气候变化的影响，Hutyra实验室的澳门威尼斯人注册网站研究人员一致认为，考虑树木和土壤的更大背景，以及种植新树木的地方，是极其重要的。在考虑气候变化的长期预测时，也应该考虑到森林边缘储存的碳量增加的因素。
Hutyra说：“当我们[决定]哪些地区需要保护，哪些地区需要开发，以及如何应对气候变化的解决方案时，我们需要考虑这一点。”“像富兰克林公园这样人流量很大的地方，和缅因州一个只有三个人参观的偏远森林一样有价值吗？”没有简单的答案。”
这项工作是由国家科学基金会和美国农业部资助的。
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