[科普中国]-遗留碳的损失——亚马逊雨林火灾的影响

媒体新闻里不确切的消息太多，会导致恐慌。我们就从科学角度谈一谈亚马逊雨林燃烧对地球的影响。

问题一：亚马逊雨林为地球产生20%的氧气，是不是亚马逊雨林没了，地球人会缺氧而死呢？就凭空蒸发了20%的氧气啦？

答：并不是。亚马逊雨林形成于大约5500万年前，这20%的氧气是它从诞生至今，参与到地球的光和作用和呼吸作用为地球贡献的氧气。事实上，亚马逊雨林贡献的氧气也不是为了养育人类的，而是为了它的生态物种多样性的，很多物种（动植物）就诞生于亚马逊雨林。也就是说，我们使用的氧气是地球历史遗留氧气，是地球发展至今，大自然给予我们的历史积累，假设靠着一天时间地球上雨林、蓝藻生物等等光和作用供氧，是无法养活我们那么多人的。

氧气和地球的大气层一样，是历史遗留财产，地球发展至今的产物。亚马逊雨林如果凭空消失（不是烧没了），而是消失，我们也不会因为缺氧而死。因为亚马逊雨林5500万年诞生至今，有着足够的氧气储备量够我们用一阵子啦。

问题二：亚马逊雨林年年都有山火，这是大自然的一种自然现象，生态平衡。这次的事情真的有那么严重吗？

答：不止亚马逊雨林有山火，全球各地的森林都有山火，像加拿大北方森林就经常有自然野火，这是森林系统的一种自然平衡。通过燃烧土壤有机物质向大气中排放大量的碳，然后碳再和氧作用生成二氧化碳，这是一种生态平衡。因为每个碳原子都对应一个氧气分子。只要有碳，就能结合氧。

那么既然是自然现象，严重的是什么呢？这里引用《Nature》杂志最新的issue《Increasing wildfires threaten historic carbon sink of boreal forest soils》里的名词解析来分析【This feedback will occur if organic-soil carbon that escaped burning in previous fires, termed ‘legacy carbon’, combusts. 】我解释下，土壤里的有机物是有碳的，也就是碳汇（专有名词），就是土壤里碳的存储库。很多森林燃烧，是正常燃烧，燃烧的是表面的碳资源，但是土壤里，有一种 ‘legacy carbon’，这个翻译为【遗留碳】，这个就是土壤里的碳存储，在每一场火灾中，燃烧层下面的部分土壤可以逃脱燃烧，而森林在多次火灾事件中碳的净积累，就是遗留碳。

在《Increasing wildfires threaten historic carbon sink of boreal forest soils》里说明了，假设森林燃烧的碳是年轻的碳，就是岁数在60岁以内的碳，那这种碳参与的是正常的生态平衡。如果森林燃烧的是遗留的碳，也就是年龄大于60岁的碳，那这就是破坏全球氧气存储量的事件。这么说吧，因为碳燃烧会结合氧气分子，我们地球诞生至今，有这么多人口，这么多动植物，我们使用的是历史遗留的氧气，假设土壤里的遗留碳被释放出来，就会消耗掉地球的一个氧气分子。所以现在地球环保都在进行【固碳活动】，就是加强森林土壤的碳储量，等于也是不消耗我们的氧气分子，尽量使用年轻森林的碳。

而《Increasing wildfires threaten historic carbon sink of boreal forest soils》开篇，用了这样一个模型，就是分析干燥，湿，潮湿的森林自然野火燃烧，消耗的遗留碳。得出的结论是，越干燥的森林燃烧，遗留碳的损失越小。越潮湿，湿度越大的森林燃烧，发生自然火灾，消耗的遗留碳越多。因为干燥森林燃烧，消耗的就是表面的碳，年轻碳。而雨林燃烧，因为雨林本身湿度大，不容易发生燃烧，一旦燃烧，消耗的就是土壤层深处的几次火灾逃逸的碳，就是遗留碳，被消耗掉了。越潮湿的森林，遗留碳越多，存储量大。越干燥的森林，遗留碳越少，因为都被烧完了。

那么，亚马逊雨林是一个潮湿（在表格里Wet）的森林，浓度很大，不容易发生燃烧，假设燃烧了，那么消耗的自然是土壤有机层里面的遗留碳，也就是地球上的碳汇，碳的历史存储量，那么碳的历史存储量被消耗了，代表着地球的氧气分子被消耗了。这就是科学家们担心的问题，亚马逊雨林的自然循环系统，碳平衡被打破了。

我们看报告里的模型，检测遗留碳，是根据土壤层的位置，就是土壤下面多少厘米，埋得多深，遗留碳（Δ14C ）的比例越大。埋得深的遗留碳甚至有1670岁的碳，最年轻的也有118岁的碳，这都是从自然火灾里，逃逸的碳，就是前几次火灾并没燃烧到的碳，就是我们地球的碳存储。这篇报告里调查的加拿大黑云衫森林，年纪也有6000岁了，那里的碳平衡一直处在科学家的监控里，生怕储存的碳被燃烧了。而研究表明，年轻的碳的燃烧，会让年老的遗留碳变得易燃烧，加速了碳的损失，从碳平衡变成碳损失，就是森林自然野火的影响。

6000岁的森林，都有几千岁的碳深埋在里面，这就是历史遗留给我们的自然财富，因为一分碳必然对应一份氧，意味着我们使用的是地球亿万年来的氧气存储，和碳一样。而亚马逊雨林都5500万岁了，又是潮湿雨林，火灾如此频发，超越以往规模，难道不值得我们警惕这件事吗？毕竟，消耗的是土壤有机层里的碳存储量。本身亚马逊雨林是碳平衡，现在变成碳损失，发射了遗留碳去消耗氧气，也就是我们的地球储备氧。因为现有的生态平衡，不会让我们察觉到这种一点点的损失，但时间久了，问题就大了。

《Increasing wildfires threaten historic carbon sink of boreal forest soils》的结尾说了，【The frequency of boreal forest fires is projected to increase even more with expected climate warming and drying28 and, as a result, the total burned area is expected to increase to 130%–350% by mid-century. These changes will increase the proportion of young forests vulnerable to burning and increase both the loss of legacy C per unit area burned and the expanse of forests transitioning from net C uptake over consecutive fire intervals to net C loss. 】讲的就是北方森林的自然火灾加剧，预计本世纪中叶会有130%到350%的森林燃烧面积，会增加遗留碳的损失。

如果连6000岁的森林都担心加剧的自然野火，导致遗留碳（legacy carbon）损失，担心去燃烧埋藏在土壤里的碳存储，更何况是5500万岁的亚马逊雨林呢？

当然，地球没了氧气还是地球，但地球的氧气如果渐渐消耗，那地球也就不会有人类了。所以我们要珍爱环境，植树种林，为了可持续发展。