短短150年内，中西部森林失去的碳储存由这些因素导致

中国生物多样性保护与绿色发展基金会（简称中国绿发会，绿会）作为联合国气候变化框架公约的观察员机构，持续关注全球气候变化和环境治理方面的最新动态。近日，中国绿发会气候变化工作组从国际知名期刊获悉一项报告：中西部森林在短短150年内失去了 8,000 年的碳储存——新的动画地图追踪了这些变化，揭示了当今气候项目的经验教训。绿会气候变化工作组现将该文整理编译如下，供感兴趣的读者参考。

“植树 ”似乎是对气候变化问题的首选答案。最近在网上预订租车时，我被要求勾选种植一棵树以抵消我的汽车预期的二氧化碳排放。2020年，我所在的印第安纳州的州长发起了一项倡议，在五年内种植一百万棵树，而该州已经完成了四分之一的工作。

这种对树木的狂热的主要原因是利用树木的力量从大气中清除多余的二氧化碳，并将其转化为木材，安全地将碳锁住几十年至几个世纪。

问题是，储存在树木中的碳的命运面临许多挑战。热浪、伐木、虫害和野火都可以破坏树木，并再次释放出碳。而且，对储存在森林的木质生物量中的碳的大多数测量只能延伸到几十年前。

我领导 PalEON 项目，该项目由美国国家科学基金会资助，致力于重建过去 10,000 年美国树木中储存的碳量如何消退。

1900 年，伐木者在现在的密歇根州休伦-马尼斯蒂国家森林砍伐树木。 林务局

我们新的重建工作详细揭示了在过去的8000年里，中西部上部的森林如何获得了近10亿吨的碳，使其碳储存量翻了一番。然后，在仅仅150年的时间里，几乎所有的收获都消失在大气中。

这些结果为今天提供了教训，特别是关于少数树种、人类行为和不断变化的气候可能发挥的巨大作用。

森林如何获得，然后失去10亿吨的碳

我们的森林故事始于 10,000 年前，当时曾经覆盖北美大部分地区的巨大劳伦泰德冰盖从中西部上游（现在的密歇根州、威斯康星州、明尼苏达州以及伊利诺伊州和印第安纳州的北部边缘）撤退。在自然变暖的早期阶段，冰河时代的针叶树森林萎缩，取而代之的是从南部避难所向北缓慢扩散的新树种。

我们的森林故事开始于1万年前，在曾经覆盖北美大部分地区的巨大劳伦泰德冰原（Laurentide ice sheet）从中西部上游地区（现在的密歇根州、威斯康星州、明尼苏达州以及伊利诺伊州和印第安纳州的北部）边缘退去。在自然变暖的早期阶段，冰河时代的针叶树森林萎缩，取而代之的是从南部避难所向北缓慢扩散的新树种。

在随后的几千年里，随着气候的冷暖变化，野火的频率和强度的变化，以及美国原住民土地管理策略的转变，森林的增长也随之上升和下降。

碳储存随时间的变化：到1850年，以每公顷兆克或公吨为单位。PAlEON项目

以前的研究认为，木质生物量--储存在树木中的碳--在工业时代之前的几千年里一直相对稳定。相反，我们惊讶地发现，在欧美定居者开始清除大片森林之前的8000年里，上中西部的森林一直在稳定地增加碳。

在该地区的大部分地方，森林已被长寿的物种所主导，这些物种可以作为生物量储存大量的碳。这些物种中有两个很突出。美国山毛榉（American beech）和东部铁杉（eastern hemlock）。

一粒花粉中的历史

我们知道很多这要归功于古代花粉的微小颗粒和公共土地调查，这是政府承包商在19世纪中期进行的高度详细的森林调查的集合，当时森林开垦刚刚开始不久。

每年，树木都会释放花粉，其中一些花粉会落入湖中，然后沉入泥浆中并形成化石。科学家们可以研究湖底沉积物横截面中的花粉化石，以确定它的年龄和当时生长的树木类型。如果发生大火，沉积物中花粉类型的突然变化会将其暴露出来。

两种固存大量碳的树种如何在上中西部地区迁移，以及该地区西部的森林和草原之间的界限变化。

在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中，Ann Raiho和其他PalEON成员根据在湖泊网络的沉积物中发现的化石花粉，使用一个复杂的统计模型绘制了上中西部的生物量变化。公共土地调查作为一种罗塞塔石碑。该调查将19世纪的植被与化石花粉样本联系起来，使我们能够将花粉水平与木材生物量的数量进行校准。

从一万年的森林生长和衰退中得到的教训

我们过去的生物量积累图为森林长期可持续地储存碳的能力提供了乐观的理由，但也提出了两个警告。

乐观的看法是，当以美国山毛榉和东部铁杉等老树种为主的森林扩张时，森林在木质生物量中储存了大量的碳，持续了数千年。这两个物种贡献了大量的碳储存，特别是在该地区较潮湿的中部和东部地区。

森林中的美国山毛榉树。Nicholas T/Flickr, CC BY

第一个警告是，当气候变得更温暖和更干燥时，我们研究地区西部更干燥的森林就会萎缩。

第二个警告是，进展会迅速溜走。尽管上中西部森林储存的碳比过去8000年损失的多出近10亿吨，但由于伐木和耕作，这些积累在很短的时间内又回到了大气中。我们发现，在过去的150年里，木质生物量下降的速度是一万年来任何其他世纪的10倍。

展望未来

那么，这对今天的植树工作意味着什么？

如果我的租车树碰巧是美国山毛榉，如果允许它在上中西部地区成熟并繁殖出一片古老的森林，那么未来的森林就可以复制数千年来储存碳的过程。

但这个未来的前提是，与迅速变暖的气候相关的干旱、害虫和野火不会破坏这些努力。最近的一项研究表明，世界各地的森林可能正在失去对气候变暖的复原力。

老树储存碳的能力也可能被其他威胁所破坏，而这些威胁可能因气候变化而加剧。例如，山毛榉树皮病会削弱树木，让真菌杀死它们--现在它正威胁着上中西部的山毛榉种群。

今天的美国森林覆盖率几千年前，树木更大，森林更广。Robert Simmon/NASA地球观测站

最后，社区将不得不平衡老林中固存的碳的价值和其他优先事项。

从保护的角度来看，高生物量的老山毛榉和铁杉林以及低生物量的橡树草原都是过去一万年来中西部植被的重要组成部分。然而，开放的橡树林现在已经濒临灭绝，而恢复橡树林所需的做法，如控制烧毁，是为了阻止竞争物种--包括美洲山毛榉。

过去为管理未来的森林变化提供了指导，但不是简单的答案。

参考文献：https://theconversation.com/midwest-forests-lost-8-000-years-of-stored-carbon-in-just-150-years-new-animated-maps-track-the-changes-revealing-lessons-for-climate-projects-today-185686

编译：Maggie

审核：Daisy

编辑：Tommy