【中科院之聲】北方森林樹種變多，是因?yàn)槿蜃兣?| 科技前線
北方森林，又叫“針葉林”或“泰加林”，是世界上最北緯度的森林陸地生態(tài)系統(tǒng)，通常由松樹、云杉、冷杉等耐寒的樹木組成。它們廣闊無垠，遍布俄羅斯、加拿大和北歐國家。
隨著全球變暖，這片森林正在悄然發(fā)生變化。適度的氣溫上升讓一些樹種得以擴(kuò)展生長，那么北方森林的樹木種類真的因此變得更多了嗎？
中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所地理景觀遙感團(tuán)隊(duì)在《自然-植物》(Nature Plants)雜志上發(fā)表的最新成果，回答了這些問題。
溫帶森林一路向北擴(kuò)張
科研人員對(duì)5000多個(gè)北方森林觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了連續(xù)觀測(cè)，通過對(duì)5萬多張衛(wèi)星影像進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)從2000年至2020年間，全球變暖使北方森林的樹種多樣性平均增加了12%。北方森林中的樹種的類型和數(shù)量的確有所增加。
▲近二十年北方森林中樹種多樣性的空間分布格局及變化(以H′值表示)
這一變化主要發(fā)生在一些溫暖程度適中的南部區(qū)域，比如加拿大落基山脈南部森林和斯堪的納維亞地區(qū)。溫暖的氣候?yàn)檫@些地方的樹木提供了更多的生長機(jī)會(huì)，有些樹木甚至比以往更早開始生長，這也意味著溫帶森林一路向北擴(kuò)張的腳步不停歇。
氣溫上升過快或引發(fā)負(fù)面效應(yīng)
氣候變化就像森林的“總指揮”，它讓一些樹種快速擴(kuò)展，而另一些則掙扎求存。
研究發(fā)現(xiàn)，溫和的氣候變化(如溫度增加不超過0.065°C/年)可以幫助北方森林的樹木變得更加多樣化。氣溫升高，讓原本寒冷的環(huán)境變得更適合樹木生長，尤其是那些喜歡溫暖的樹種(如樺樹、白楊樹和槭樹)。
但當(dāng)氣溫上升過快或達(dá)到極端水平時(shí)，這種正面影響開始消退，甚至出現(xiàn)負(fù)面效應(yīng)。研究人員指出，在極端高溫地區(qū)，如西伯利亞北部等，樹種多樣性下降。這可能是因?yàn)?strong>快速變暖帶來的“氣候壓力”會(huì)讓樹木難以適應(yīng)，有些樹木可能會(huì)枯死(如落葉松)。此外，氣溫的劇烈上升也可能引發(fā)更多的火災(zāi)，進(jìn)一步威脅樹種的生存。
▲北方森林樹種多樣性對(duì)氣溫、火災(zāi)和降雨的響應(yīng)
樹種變化正在影響氣候
樹種多樣性增加，同樣會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生影響。研究表明，北方森林樹種多樣性的增加與森林碳吸收能力的提升密切相關(guān)。
多樣化的森林往往能更有效地吸收和儲(chǔ)存碳，這是因?yàn)楦鄻拥臉淠痉N群可以更好地利用資源，如陽光、水和養(yǎng)分，從而增加整個(gè)森林的生產(chǎn)力，減緩全球變暖的進(jìn)程。尤其是在北方森林這樣的關(guān)鍵碳匯中，樹種多樣性的增加有助于抵抗因氣候變化引發(fā)的環(huán)境壓力，維持甚至提高森林的碳儲(chǔ)存能力，讓森林在面對(duì)氣候變化時(shí)更有韌性。
▲與森林碳循環(huán)相關(guān)的北方森林樹種多樣性的時(shí)空變化
這項(xiàng)研究創(chuàng)新地揭示了全球變暖對(duì)北方森林樹種多樣性的復(fù)雜影響，并強(qiáng)調(diào)了多樣化的森林對(duì)全球氣候調(diào)節(jié)的重要性。通過深入了解這些變化，可以更好地制定政策，有效保護(hù)對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要的森林。
相關(guān)論文信息：
https://www.nature.com/articles/s41477-024-01794-w
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