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20年調查關於樹木和森林的生與死:如何延續巨大古樹的基因?

2005年,年調在我所擁有的查關位於蒙大拿州(Montana)洛磯山脈(Rocky Mountains)北部面積約15英畝(0.06平方公里)的森林裏,幾棵有著數百年歷史的於樹與死黃松突然死亡。我很快發現,木和它們是森林樹被山松甲蟲殺死的,這種致命的生大古殺手只有鉛筆一端的橡皮那麼大,會在樹上挖洞。何延

第二年,續巨死亡樹木的基因數量呈級數增長。當看到這些巨大的年調、高聳入雲的查關樹木在我周圍逐漸消失時,我感到無力和悲傷,於樹與死我無法阻止它們消亡。木和

雖然原生昆蟲是森林樹直接原因,但在我家鄉乃至整個洛磯山脈,生大古樹木死亡的間接原因是冬天不再變得寒冷。當我1970年代末第一次搬到蒙大拿州時,冬天的氣溫通常是攝氏零下34度,甚至有時一連好幾個星期低於零下40度。蒙大拿有記錄以來最低溫度是攝氏零下57度。如今,冬季的最低氣溫很少會低於-18攝氏度左右。即使有,也只是一兩天而已。這種低溫不足以殺死天生耐凍的松樹甲蟲。

三年之內,我森林裏90%以上的樹都死了。我們僱了伐木工把樹砍倒,用卡車運到工廠,在那裏把樹做成漿,做成纖維板。

這不僅僅發生在蒙大拿。整個北美西部的樹木都在死亡。在2006年和2007年,英屬哥倫比亞省(British Columbia)失去了80%的成熟松樹,從碳匯變成碳源。在整個西部,樹木持續死亡;幾年前,加州有1.29億棵樹死亡。

眼看我的森林死去,這激發了我的興趣,想弄清楚這些樹木到底怎麼了。在蒙大拿州和全球範圍內,我開始了一項長達20年的調查,關於樹木和森林的生與死。

樹木讓我們的水源變得清潔,讓氣候變得宜人,為建築提供木材,並為人類和人類食用的動物提供食物來源。它們甚至以某種方式與恆星有關。然而,令人驚訝的是,我們對它們的作用知之甚少。

我們也缺乏關於樹木基因的知識:尤其是幾個世紀以來遭到砍伐的最大、最強壯的樹木對基因庫的影響。我們也不知道那些存活下來的樹木在更熱、更乾燥的世界裏會如何生存。

然而,在過去的幾年裏,科學家們開始研究古樹基因的重要性,越來越多的證據表明,古樹基因將對森林發揮關鍵作用。這項研究是在一群樹木愛好者試圖種植這些巨型樹種的基礎上進行的,以保護他們稱之為「生命圖書館」的古老DNA,這似乎很有先見之明。

_125927906_2cb2c43d-1ff3-4d76-b8b2-86d27Photo Credit: Getty Images / BBC News
紅杉是北美最具標誌性的樹木之一,但在其他地方發現了紅杉,比如澳大利亞維多利亞的這片森林。

克雷格・艾倫(Craig D Allen)把大部分時間都花在觀測森林死亡的工作上。他渴望了解樹木是如何因氣候變化而死亡的,因此被稱為「樹木驗屍官」。儘管最近從美國地質調查局(US Geological Survey)退休,但他現在比以往任何時候都忙著研究世界森林危機,還擔任了新墨西哥大學(University of New Mexico)生態學的兼職教授。

多年前的今天,我和他一起走過聖達菲(Santa Fe)附近一片又一片瀕臨死亡的小松樹林,這些小松樹林被長期的乾旱和炎熱殺死了。當我最近再次見到他時,他告訴我,全球森林滅絶正在加速。

艾倫所在的科研小組一絲不苟地揭示了氣候變化對全球古老森林的影響——這些森林的壽命至少有幾百年,我們都很喜歡這些古老的森林。這是一個複雜的課題,但艾倫指出,過去十年發表的研究論文總結了地球變暖對這些生態系統的惡劣影響。

其中一篇是艾倫在2012年與人合著的論文,結合了樹木年輪數據、氣候記錄和美國西南部未來的氣候預測。研究發現,未來由氣候變化引發的特大乾旱可能會對該地區的森林造成毀滅性影響。問題的關鍵是,空氣溫度線性上升,大氣保存水分的能力卻是指數級增長。這意味著大氣正以驚人的速度變得越來越幹,乾旱讓土壤、樹木和其他植物中的水分迅速減少。

2012年,一個澳大利亞研究小組發表了第二項研究,收集了數百種樹木的數據——關於水在樹內從根部到樹冠的路徑。研究發現,加劇的乾旱正在以更快的速度從森林中抽走水分,在許多地方,樹木再也無法跟上不斷增加的缺水壓力,這導致了類似於栓塞的症狀。

第三項研究是2015年發佈的,研究了世界各地樹木對乾旱的適應性。艾倫告訴我,「報告說,從亞利桑那州(Arizona)、阿爾及利亞(Algeria)到阿爾伯塔省(Alberta)和阿根廷(Argentina),每一種主要的森林樹木,無論潮濕還是乾燥,因為高溫和乾旱,都在以歷史罕見的方式死亡。」

最重要的是,越來越頻繁、越來越熱的高溫乾旱,對樹木的壓力達到了極限。

_125927908_f661409c-ea4b-48cf-b184-2a8e3Photo Credit: Reuters / BBC News
巨大的紅杉面臨生存的威脅。

佛羅里達大學(University of Florida)植物生態學家和全球變化生態學家威廉・哈蒙德(William Hammond)說,因為變暖的大氣可以容納更多的降水,在一些既溫暖又潮濕的地方,一些森林生長得非常好,比以往任何時候都好。但在炎熱乾旱地區,死亡樹木數量也越來越多。「極端氣候會殺死樹木,」艾倫說。「情況越來越糟糕。」前所未有的極端事件正在發生,比如今年夏天英屬哥倫比亞省氣溫達到了攝氏49度。

在這個不斷變化的世界中,首當其衝的是古老的樹木,其中許多樹的高度超過200英尺(61米),甚至300英尺(91米)。

哈蒙德說:「巨大古樹面臨的風險之一是它們生存的成本變得非常高。」它們需要更多的水,需要更多的能量把水泵到樹冠。它們可能會被乾旱破壞,或者被嚴重削弱,成為昆蟲、疾病或火災的犧牲品。


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