〈地球氣候〉暖化世界的造林新思維

汪中和 / 中央研究院研究員 2024/03/28 11:29 點閱 2319 次
植物遭受外界壓力 (高溫、乾旱) 時的一種自我保護機制,會大量消耗氧氣,同時釋放出二氧化碳,完全抵消了光合作用的效果。(中央社)
植物遭受外界壓力 (高溫、乾旱) 時的一種自我保護機制,會大量消耗氧氣,同時釋放出二氧化碳,完全抵消了光合作用的效果。(中央社)

世界氣象組織3月19日發佈的《2023年全球氣候狀況》顯示,大氣溫室氣體含量、地表溫度、海洋熱量和酸化、南極海冰面積、高山冰川消融、和海平面上升等方面的紀錄都再次創新高。剛剛過去的2023年是有氣象記錄以來地表平均溫度最高的一年,比工業化前(1850~1900年)基準值高出了1.45°C;不僅如此,預計今年地表平均溫度還會超越2023年,我們面對的是更高溫的未來!

去年溫度創紀錄

森林長期以來一直被譽為地球的自然英雄,因為樹木經由光合作用能夠吸收大氣中的二氧化碳,並利用它來製造醣份以促進生長,從而有效地鎖住碳,減輕溫室效應,同時提高生態系統的健康和生物多樣性。因此大規模植樹被認為是一種有效的氣候暖化緩解措施,各國都在全球範圍內推動大規模的植樹倡議,希望提升森林的碳吸收及碳儲存,降低暖化的衝擊。

然而當前暖化正在加速的高溫趨勢,卻給這個自然的解決方案投下負面的陰影。近期美國賓州州立大學發表在《美國國家科學院院刊》的一項研究發現,在高溫和水分不足的壓力下,植物會停止進行光合作用,並開始啟動「光呼吸」過程,速率最高可達兩倍。

植物咳嗽了

植物的「光呼吸」類似人類的咳嗽,是植物遭受外界壓力 (高溫、乾旱) 時的一種自我保護機制,會大量消耗氧氣,同時釋放出二氧化碳,完全抵消了光合作用的效果。這種「光呼吸」作用,是植物在暖化環境的生存掙扎,還會隨著氣溫升高而進一步惡化。

由於氣候暖化的重大衝擊之一就是日益頻繁的高溫與乾旱,因此植物從大氣中吸收二氧化碳,和吸收幫助地球降溫所需的碳的能力,勢必因「光呼吸」作用升高而減弱,損害了它們緩解氣候暖化的能力。這個新研究的發現,給大幅依賴森林作為碳匯的方案帶來全新的挑戰,同時也突顯了地球系統互相關連的複雜性,顯示了大規模植樹的解決方案可能不像最初想像的那麼單純。

光合作用難吸碳

因此,重新調整森林的管理就至關重要。例如在受暖化影響較小的地區種植樹木,並提高物種多樣化,以增強對暖化不斷惡化的適應能力。同時要深入了解氣候暖化對各種樹種和生態系的不同影響,必須投入更多的研究經費與人力。這些措施對於制定有效的適應和緩解策略至關重要。

目前植物的光合作用每年可以吸收人類活動所排放二氧化碳的25%,非常龐大可觀,可以說是大氣成分的一個調節旋鈕,任何環境中的微小的變化,都會產生舉足輕重的影響。

不幸的是,人為導致更加暖化的世界,將會讓這個重要的生態循環,因為高溫與乾旱而失去平衡的功能,使得光合作用的吸碳功能下降,甚至反向升高大氣的二氧化碳,加劇地表的升溫,帶來惡性循環的嚴重後果。因此,我們在制定氣候暖化的調適策略時,需要不斷精進且更加周延,以盡力保護我們的地球!