古老的樹木越來越少,地球的未來會怎樣?

德國西部的這些橡樹約1000歲了。一項新研究發現，像這樣的老樹，死亡速度比小樹要快得多。

圖源：NORBERT ROSING, NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文：CRAIG WELCH

加州的巨杉可以活3000多年，樹幹粗壯，直徑相當於兩輛車，樹枝距離地面近90米，仿佛可以觸及雲端。但幾年前，在一次創下紀錄的乾旱中，科學家注意到一些奇怪的現象。在巨杉和國王峽谷國家公園裡，一些巨樹正在死去，而它們的死亡方式卻是前所未聞：從上而下死亡。

研究人員爬到樹冠上，發現雪松樹皮甲蟲已經侵入了好幾根樹枝。2019年，至少有38棵樹死亡，這個數字不太大，但「我們很擔心，因為以前從未見到過這種情況」，公園的資源管理主任Christy Brigham說。

北美洲數以百萬計的松樹飽受甲蟲之苦。科學家曾以為，由於含有驅蟲單寧，高大的巨杉對這種危險的害蟲免疫。憂心忡忡的專家正在調查，當氣候變化導致乾旱和森林大火愈來愈嚴重，是否連紅衫也難逃這種致命昆蟲的侵襲。

現存最大的一片古老的巨杉林屹立在加州洪堡紅杉國家公園裡。世界上最高大的樹木正在死亡，意味著它們將把碳釋放到大氣中，而不是存儲起來。這會對氣候變化產生未知的影響。

圖源：DIANE COOK AND LEN JENSHEL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

這是卡拉維拉斯美洲巨杉州立公園裡的「發現樹」（Discovery Tree），它其實是一棵巨型巨杉的樹樁。

圖源：DIANE COOK AND LEN JENSHEL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

如果是這樣的話，這些古老的哨兵可能是全球趨勢下的最新例證：專家們發現，森林裡樹木的死亡速度越來越快，尤其是那些更高大、更古老的樹木。根據5月28日發表於《科學》雜誌的一項研究，這種死亡率導致森林更加年輕，威脅到物種多樣性，破壞了重要的動植物棲息地，而且削弱了森林存儲二氧化碳的能力。這些二氧化碳源於我們消耗的化石燃料。

「幾乎任何地方都會看到這一幕，」研究首席著者、美國能源部西北太平洋國家實驗室的地球科學家Nate McDowell說。

到處都有更多老樹在死去

為了獲知迄今為止最詳細的全球樹木消失情況，世界各地近20名科學家，檢查了之前160多項研究，把研究結果與衛星圖像結合起來。分析顯示，從1990年至2015年，全球超過三分之一的老齡林消失了。

在歷史數據最詳細的地方，尤其是加拿大、美國西部和歐洲，過去40年裡，樹木死亡率翻了一番，老樹所佔的比例更高。

這背後有著多重原因。科學家表示，一方面原因在於，幾十年來人們一直在伐木和開墾土地。而化石燃料燃燒帶來的氣溫升高和二氧化碳濃度增加，則放大了其他原因。從以色列的桉樹和柏樹種植園，到蒙古的樺樹和落葉松林，科學家發現，乾旱時間越來越長、越來越嚴重，病蟲害情況越來越糟糕，森林大火愈演愈烈。

「森林會越來越少，」威斯康星大學的森林生態學家Monica Turner說：「現在是森林的地方，未來可能就不是了。」

全球變化

地球上已知的樹木種類有6萬種，這種變化在各地的實際情況各不相同。

例如，在中歐地區，「根本不用尋找死樹，」德國馬克斯·普朗克生物地球化學研究所的Henrik Hartmann說：「它們隨處可見。」

最近一年，成千上萬的山毛櫸樹在經歷了一周的熱浪後，開始掉葉子。樹皮甲蟲在殺死雲杉，這不算罕見。氣溫升高讓樹木變得脆弱，更容易受到傷害，另一方面，昆蟲得已繁殖並成功越冬，活到下一年。

即便在較冷的地區，「也會有一些年份特別熱，森林因此備受折磨，」Hartmann說：「我們即將遇到森林無法適應的情況。這已經超出了一些物種自身承受的極限。」Hartmann沒有參與McDowell的研究。

北美洲的一些重要地點也遇到了同樣的情況。在10000年時間裡，黃石國家公園每過100年至300年，就會發生火災。1988年，5000平方公裡的土地變為焦土，引起了全世界的注意。

黃石國家公園的扭葉松林燃起熊熊大火。

圖源：MICHAEL QUINTON, MINDEN PICTURES/NAT GEO IMAGE COLLECTION

自那之後，威斯康星大學的生態學家Turner一直在研究這些火災的後果，發現和我們想像的不太一樣。

通常情況下，火焰的熱量可以融化粘性樹脂，幫助黑松松果釋放種子。但2016年，這些新生森林誕生還不到30年，新的大火出現在1988年的火災舊址。由於氣候更加炎熱、乾燥，新的火災火勢更加猛烈，有時幾乎燒毀了一切。這一過程原本會幫助新森林成長，這次反而起到了阻礙作用。「我回去後，簡直驚呆了，」Turner：「有些地方一棵小樹都沒有了。什麼都沒了。」

就在去年，乾燥的澳大利亞遭遇大規模火災，西伯利亞北部3萬平方公裡的土地悶燒，亞馬遜大火更是吸引了全世界的關注。

在部分雨林地區，旱季持續時間更長、出現頻率更高，降雨量減至四分之一，而且往往雨量極大；從2009年至2014年的6個旱季中，有3個出現了大洪水。雨林的樹木構成因此改變。那些生長快、能迅速接觸到陽光、更耐旱的樹種，勝過了需要潮溼土壤的那些。

阿拉伯辣木是一種瀕危樹木，生長在約旦和以色列。荒漠化正在殺死本地樹種。

圖源：MARK MOFFETT, MINDEN PICTURES/NAT GEO IMAGE COLLECTION

科學家仍在評估全球範圍內這些變化所造成的後果。以色列首個全國性樹木死亡率調查顯示，由於高溫炙烤和森林大火，大片樹木正在消失。在一個沙石遍地的國家，森林意義重大。那裡有鷹巢，有狼和胡狼的棲息地；樹根還可以起到固土的作用。沒有了樹，藏身於樹蔭下的植物會突然接觸到高溫和強光。

「樹木是一種大型植物，是其他所有動植物賴以生存的生態系統，」魏茨曼科學研究所的Tamir Klein說。

5月早些時候，Klein會見了以色列林業部部長，探討以色列南部森林的問題，它們可能活不過這個世紀。「他們來問我，我們該怎麼做？我們不希望沙漠向北擴張，」Klein回憶道。

「擺在我們面前的情況很棘手。這是一場通往未知的競賽。」

早期跡象

這項研究源自21世紀初，當時首席著者McDowell搬到了美國西南部的洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作。他的辦公室窗外，有一片已死去的杜松和單葉松林。在1.2萬平方公裡的林地裡，一場強熱浪摧毀了30%的松樹。「我當時想，作為樹木生理學者，我在這裡待不了太久，因為它們全都死了。」

McDowell和幾位同事開始思考，森林吸收二氧化碳的能力會因為樹木減少出現什麼樣的變化，以及如何更好地預測未來發生這種災難的情況。十年後，一位同事檢查了樹木的年輪和過去的氣溫波動，發現高溫與樹木死亡有關。然後，他根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）預測的溫度，模擬了森林的變化情況。結果顯示，到2050年，美國西南部的正常溫度可能與過去罕見的熱浪相似，這些熱浪帶來了嚴重乾旱，導致樹木死亡。「這真的很恐怖，」McDowell說。

McDowell和其他科學家開始進行更廣泛的研究。很多人認為，二氧化碳的增加將促進樹木生長。但隨著地球越來越熱，大氣會從動植物身上吸收更多的水分。樹木因此落葉或關閉氣孔，從而留住水分。這兩種反應都會讓樹木減少吸收二氧化碳。就像「去『不限量』自助餐，同時用膠帶封住嘴」，McDowell說。

在熱帶森林，高大的樹木組成了絕大多數樹群。「這些高大的老樹不成比例地儲存了地面上的碳，」研究合著者、美國地質調查局的森林生態學家Craig D. Allen說：「它們死後，會給小一點的樹帶來更多空間，但這些小樹吸收的碳要少得多。」

這一點很重要，因為IPCC使用的大多數全球碳模型都假定，森林將大幅抵消我們使用化石燃料產生的碳。現實可能並沒有這麼明晰。

「老樹死去後，它們會分解，停止吸收二氧化碳，並向大氣中釋放更多的二氧化碳，」McDowell說：「就像一個壞掉的自動調溫器。氣候變暖導致樹木減少，而樹木減少又會造成氣候進一步變暖。」

義大利的白雲石山上，長滿了金錢松。世界各地成齡樹的死亡速度比我們預想的快得多。

圖源：MARTIN ZWICK, VISUM/REDUX

Turner說，雖然森林的重大變化無可避免，但減少化石燃料排放仍會發揮很大的作用。她記錄到的情況表明，如果未來幾十年裡減少二氧化碳排放量，大提頓國家公園裡的森林減少量或將下降一半。

不過，某些時候，我們需要更激進的解決方案。

在那次會面中，Klein敦促以色列林業部門的領導人考慮種植金合歡樹，代替松樹和柏樹。這種樹通常生活在撒哈拉沙漠，即使在一年中最熱的那段時間，也能生長。

Klein補充說：「悲傷的是，一切看起來都不一樣了，再也不一樣了。但我認為這麼做總好過荒蕪的土地。」

來源：國家地理中文網

（譯者：Sky 4）