2020又发大火？亚马孙：从地球之肺到地球之伤

作者：王素（中国科学院大气物理研究所）

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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说起亚马孙森林，相信你的第一反应和大院er一样——那里植被繁茂，郁郁葱葱，是神奇动物的王国，也是地球的“绿色心脏”。

然而，亚马孙森林正面临着森林大火与过度砍伐的危机，甚至可能从强大的CO2吸收机变身碳排放源。

那么，是什么造成了今天的局面，我们又该如何应对？

被重创的亚马孙森林

亚马孙河，世界上流域最广、流量最大的河流，孕育了“地球之肺”——亚马孙热带雨林。它位于热带，横跨9个国家，占据了世界雨林面积的50%，全球森林面积的20%，是全球最大及物种最多的热带雨林，每年吸收数百万吨碳排放，释放出全球约20%的氧气。可以说，它是地球生命的“必需品”。

（图片来源：Gongshe99）

然而，2019年8月的那场“世纪大火”让它惨遭重创。过火面积超过100万公顷，火灾数量超过7.2万起，较2018年同期增长了83%。被重伤的“地球之肺”终于让人们意识到，随着长期的森林砍伐，亚马逊早就没有我们想得那么绿了。

巴西亚马孙州，被火烧过的土地（图片来源：Bruno Kelly（路透社））

但当全球人类还沉浸在2019年的两场大火（亚马孙大火及澳大利亚山火）的沉重之中，忙着与疫情作斗争的时候，又有1202平方公里的亚马孙森林正悄悄消失。

由于在雨林中巡逻的环境保护人员减少，农村地区的经济困难越来越大，持续的疫情反而加剧了森林砍伐和焚烧的速度。根据5月8日发布的官方数据，今年1月至4月，森林砍伐达到了新的高峰：比去年同期增长了55％。

6月8日，IPAM（巴西亚马孙环境研究所）警惕到， 6月是亚马孙旱季的开始，意味着这里最密集砍伐和焚烧的时节到来了。目前至少有4500平方公里的森林随时可能燃烧。而如果森林砍伐的加速速度在未来几个月继续下去，将会有近9000平方公里森林化为灰烬。

图片来源：IPAM官网

火上浇油的是，2020年3月Nature 发表的论文指出，全球热带森林吸收CO2的能力正在急剧降低。非洲森林与亚马孙森林都表现出碳汇饱和和衰退的模式，不过发生时间不同步，衰退速度不一样。研究人员推测，到2030年，非洲的碳汇将比2010-15年度缩减14％，而亚马孙的碳汇将在2035年达到0。而这一速度，可能比科学家此前预期的要快更多。

（图片来源：Nature 封面故事）

从地球之肺到地球之“伤”，我们难以置信，更沉痛万分：我们的森林，究竟怎么了？

亚马孙森林，从碳汇到碳源

在探讨亚马孙森林的困境之前，我们先来谈两个关于“碳”的概念——碳源与碳汇。

地球上所有的生物都是碳基生物，即以碳元素为有机物质基础的生物。碳由此被视为“生命元素”，以CO2、碳酸盐及有机化合物等形式在不同的源——大气、海洋、陆地生物界和海洋生物界之间循环，构成了全球碳循环，更是地球上的生机与活力的源泉。

全球碳循环示意图，黑色数字和箭头表示工业时代前的碳库和碳通量（碳通量指通过该环境的碳元素总量），红色数字和箭头是人类活动造成的变化，其中年均数据是2000年至2009年的平均值（图片来源：参考文献3）

在这个过程中，那些产生CO2的就叫做碳源，清除CO2的叫做碳汇。

碳源并不都有生命，自然界中的海洋、土壤、岩石，人类社会的工业生产、生活，以及生物体呼吸等都会产生CO2，化石燃料的燃烧就是最主要的碳排放源。

碳汇形式多种多样，除了海洋吸收和土壤中分解者转换沉淀，植物进行光合作用，通过水、阳光和CO2在叶绿素上发生微妙的化学反应，将CO2转变为葡萄糖，使之参与植物正常生理活动，从而减少其在大气中浓度的过程、活动或机制都叫做碳汇。我们熟悉的植树造林、森林管理、植被恢复等措施都是为了增加碳汇。

在工业革命以前，陆地植被与大气之间90%以上的碳交换都是由森林植被来完成的。森林似乎具有天然的使命：吸收CO2，释放O2，维持全球CO2和O2的动态平衡。然而，伴随着工业生产与能源消耗，土地利用变化改变了地球原有的格局，排放CO2浓度迅速上升，大片森林的消失导致森林固碳能力下降，这一平衡终被打破，我们的地球变得越来越暖。

（图片来源：参考文献4）

巴西亚马孙流域的热带雨林就是固碳中的佼佼者，在被破坏以前，据估计，它含有900 到1400亿吨碳，相当于固定了人类90到140年的碳排放。然而，死亡的树木会释放CO2，从碳汇转为碳源，据BBC报道，由于森林砍伐和烧毁，目前已经有多达1/5的亚马孙雨林排放的CO2比吸收的还要多。如果它真的变为一片草原，碳汇能力降到0，使得吸收的CO2的量和释放CO2的量相当，我们不敢想象，正在增暖的地球又会以怎样的速度在变暖的路上加速奔跑呢？

谁该为亚马孙森林的眼泪负责？

亚马逊雨林有64%的面积在巴西境内，因此巴西的森林保护政策与雨林的状态紧密相关。巴西环境部长里卡多·萨尔斯（Ricardo Salles）曾将2019年的大火归咎于干燥的天气、大风和高温，认为其与2010年受厄尔尼诺现象和北大西洋变暖的影响经历的那次严重干旱一样。

然而IPAM认为，2019年亚马孙雨林地区天气并不干燥，而潮湿的雨林并不会起火。巴西及其他国家科学家认为，这些火灾绝大部分是人为造成，而这无疑与最近森林砍伐的增加紧密相关，并且部分是巴西总统博索纳罗（Jair Bolsonaro）推行的促进发展政策的结果。

博索纳罗（图片来源：搜狐网）

巴西森林砍伐早有历史。2006年到2017年，巴西部分的亚马逊丛林已失去了大约 23.8 万平方公里的森林覆盖面积。

巴西政府官方森林监测系统PRODES与马里兰大学数据报告的巴西森林损失（图片来源：WORD RESOURCES INSTITUTE）

此时，按道理应该尽快减少或停止砍伐，加大森林保护的力度。然而，2019年博索纳罗当选后，反其道而行之，下令在受保护的林区加大伐木、采矿和畜牧力度，并认为这是摆脱贫穷的唯一方式。仅当选1月，亚马逊地区森林砍伐面积比去年同期又增加了54 %以上。

IPAM的数据显示，巴西境内火灾发生率最高的10个城市也是今年森林砍伐面积最大的城市。INPE（巴西国家太空研究院）的数据则发现，从今年1月到7月底，共有6800平方公里的热带雨林被清除，比去年同期增加了50%。而巴西现在“显然处于我一生中最糟糕的反环境政治气候中”——巴西生态学家卡洛斯·佩雷斯（Carlos Peres）如是说。

（图片来源：搜狐网）

因为使热带雨林陷入困境的不是天灾，只是“人祸”。而这场大火造成的树木损失，可能需要将近小半个世纪才能恢复，它对全球物种多样性的破坏，是不可估量的。

把森林种回来可行吗？

其实，像巴西这样选择牺牲生态建设经济的国家不在少数。墨西哥，印尼，菲律宾，甚至我国，都已经为此付出了不小的代价。过分依赖化石燃料，不合理的土地开发利用都导致了如今的全球变暖。

那既然不能砍伐森林，我们将森林种回来可以改善现状吗？

为了减缓全球变暖，不少国家都开启了积极的种树计划。2019年2月，Nature Sustainability的文章指出，在2000年至2017年间全球绿化面积增加了5%，相当于所有亚马孙雨林的面积。中国和印度增加最为明显，中国更是贡献了全球25%的绿叶面积增加量，其中森林面积增加占到42%，为全球绿化事业做出了最大的贡献。

（图片来源：NASA）

到目前为止，中国增加了近11%的森林覆盖率（已经由40年前的12%，提高到了22.96%），森林面积达2.2亿公顷，无愧于“种树狂魔”的称号！

我国四大沙地之一的毛乌素沙漠已经从陕西版图消失，西北地区塔克拉玛干沙漠也出现了大片绿洲。我们欣喜的发现，中国真的越来越绿了。

毛乌素：沙漠之都已经变为大漠绿洲（图片来源：新华社现场云）

2020年1月，美国等多个国家和机构在达沃斯世界经济论坛宣布加入“一万亿棵树”计划。一切看起来都在往好的方向发展。但是它们真的就能阻止全球变暖了吗？

一万亿棵树宣言（图片来源：Plant-for-the-planet.org）

种植森林能缓解全球变暖吗？

令人遗憾的是，科学家提出，人们可能过分高估了种树在缓解全球变暖中起到的作用。

森林的固碳量与森林的年龄组成密切相关。因此森林种植的意义可能需要几十年才能得以体现。与之对应的是温度的不断升高使得森林生长季延长，干旱的频繁发生使得森林更容易大面积死亡和衰退。就像今年我国西昌大火，当火源遇上旱季，“星星之火就能燎原”——过火面积达1000余公顷，毁坏面积为80余公顷，19名扑火队员牺牲。郁郁森林也能轻易毁于一旦。

2020年3月31日四川省凉山州西昌市泸山拍摄的森林火灾现场（图片来源：新华社）

要想靠种植森林吸收人为排放的过多CO2，我们需要种多少树？

一项研究表明，每年消除和封存1.5亿吨CO2需要将400万公顷（990万英亩）的土地变成永远无法收获庄稼的森林。而在全球范围内种植一万亿棵树也至少需要5亿公顷（12亿英亩）。但是，像非洲的稀树草原和广大半干旱地区这些我们还能利用开发的土地都适合种树么？一万亿棵树又需要多久才能达到我们的预期空间？

此外，一个被忽视的点是，种出来的森林，由于物种多样性和树木类型更为单一，具有固碳效率较低、生态效益较低的缺点，很容易生态失衡。像我国云南的人工橡胶林的碳汇作用就十分有限，甚至还会带来水土流失等问题。

人工橡胶林（图片来源：VCG）

人们花了许多年才认识到砍树容易种树难的道理。我们在此刻更应该清醒的认识到，森林的吸碳速度远慢于我们需要的减排速度，指望靠森林缓解全球变暖，是个不可能完成的任务，它只是在为我们争取更多能源转型的时间。

诚然，我们需要种树，但是这治标不治本，它只能帮我们将大气的CO2转移到生物圈，随着木材的开发利用，碳汇可以很快变成碳源。

我们更需要的是从根本上改变对化石能源的依赖，强有力的限制煤炭、石油和天然气，推广清洁能源的使用，这才能真正减缓全球变暖。森林的种植和保护，不只是为了人类，还是在偿还这个被破坏的千疮百孔的地球。

全球碳预算各组成部分造成的排放分配及长期演变（图片来源：参考文献14）

今年5月，迫于多方压力，巴西终于公开表示，将全面打击亚马孙森林砍伐。持续了两年的“亚马孙大火”，终于可能告一段落。同时，由于多国政府采取防止新冠病毒传播的政策，截至2020年4月，全球CO2日排放量比2019年日均水平下降了17%，但这仅仅是暂时的。

只有持续的行动才能真正停止“亚马孙之伤”和地球之痛。在6月13日全国低碳日，希望你能更深切地体会到地球的伟大与悲怆，让低碳不再只是一句口号。

我们期待，亚马孙的悲剧不再重演，我们能早日交给地球一张满意的“答卷”。

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