研究發現美國東部的植樹造林行動有助於抵禦氣候變遷導致的氣溫上升
20 世紀,美國大部分地區變暖,但東部地區卻神秘地保持涼爽。森林的恢復可以解釋其中的原因。新的研究表明,20 世紀美國東部廣泛開展的植樹造林有助於抵禦氣候變遷導致的氣溫上升。作者強調了森林作為地區氣候調適工具的潛力,而這需要減少碳排放。
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這項研究的主要作者、印第安納大學的環境科學家馬洛里-巴恩斯說:「這一切都是為了弄清楚森林能為我們的環境降溫多少以及降溫效果的程度。這些知識不僅對旨在緩解氣候的大規模植樹造林計畫至關重要,而且對城市植樹等措施也很關鍵」。
這項研究發表在AGU 期刊《地球的未來》上,該期刊發表了關於我們地球及其居民的過去、現在和未來的跨學科研究。
美國東部植樹造林的歷史背景
在歐洲殖民之前,美國東部幾乎完全被溫帶森林覆蓋。從18世紀末到20世紀初,木材採伐和農業開墾導致一些地區的森林損失超過90%。20 世紀30 年代,為重振森林所做的努力,加上放棄劣質農田並隨後重新造林,拉開了長達近一個世紀的東部森林捲土重來的序幕。自此,這些地區的森林面積增加了約1500 萬公頃。
這項新研究的共同作者、印第安納大學環境科學家金-諾維克(Kim Novick)說:”發生在美國東部的森林砍伐程度令人震驚,後果十分嚴重。這是一次巨大的土地覆蓋變化,而且時間並不長。”
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藍色顯示的是”變暖洞”或異常冷卻區域。資料來源:Barnes et al.
在重新生長期間,全球氣候變暖,整個北美的氣溫平均上升了攝氏0.7度(1.23華氏度)。相較之下,從1900 年到2000 年,東海岸和東南部降溫約攝氏0.3 度(0.5 度),其中東南部降溫最明顯。
先前的研究表明,降溫可能是由氣溶膠、農業活動或降水增加造成的,但其中許多因素只能解釋高度局部的降溫。儘管森林與降溫之間的關係眾所周知,但研究並未將森林視為異常、大規模降溫的可能解釋。
巴恩斯說:”這種廣泛的植樹造林歷史是土地覆蓋的巨大變化,但人們還沒有廣泛研究它是如何導緻美國東部出現異常的不暖現象的,氣候科學家稱之為’變暖洞’。這就是我們最初著手進行這項工作的原因。”
分析森林的降溫效應
巴恩斯、諾維克和他們的團隊綜合利用衛星和58 座氣象塔的數據,將森林與附近的草地和耕地進行比較,從而研究森林覆蓋率的變化如何影響地表溫度以及地表上方幾米的空氣溫度。
研究人員發現,如今美國東部的森林每年能使地表降溫1 到2 攝氏度(1.8 到3.6 華氏度)。最強烈的降溫效果出現在夏季的正午時分,此時樹木會將氣溫降低2 至5 攝氏度(3.6 至9 華氏度) – 在最需要的時候提供了緩解。
研究小組利用氣體測量塔網絡提供的數據表明,這種降溫效果還延伸到了空氣中,在正午時分,森林可將近地面空氣溫度降低1 攝氏度(1.8 華氏度)(以前有關樹木降溫效果的研究主要集中在陸地溫度上,而不是空氣溫度上)。
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哈德遜河谷的伐木工人資料來源:阿迪朗達克歷史博物館
研究團隊隨後利用398 個氣象站的歷史土地覆蓋和每日天氣數據,追蹤了1900 年至2010 年期間森林覆蓋與陸地和近地面氣溫之間的關係。他們發現,到20世紀末,被森林環繞的氣象站比沒有植樹造林的地方低攝氏1度(1.8華氏度)。300公尺(984英尺)以外的地點也出現了降溫現象,這顯示植樹造林的降溫效果甚至可以延伸到未植樹造林的地區。
其他因素,如農業灌溉的變化,也可能對研究區域產生了降溫效應。作者說,20世紀美國東部的植樹造林可能是造成降溫異常的原因之一,但無法完全解釋這種異常現象。
巴恩斯說:”能夠為’為什麼美國東部的變暖速度與世界其他地區不相稱?我們無法解釋所有的降溫現象,但我們認為植樹造林是其中的一個重要原因。”
對氣候調適策略的影響
由於美國東部的森林具有固碳和儲碳能力,在這些地區重新造林被普遍認為是可行的氣候減緩策略。作者指出,他們的研究表明,美國東部的重新造林也是適應氣候的重要工具。
然而,在不同的環境中,如白雪皚皚的北方地區,增加樹木可能會產生暖化效應。在某些地方,重新造林也會影響降水、雲層和其他區域範圍的過程,而這些影響可能是有益的,也可能是無益的。因此,土地管理者在評估森林作為氣候調適工具的效用時,必須考慮其他環境因素。
編譯來源:ScitechDaily