全球氣候變化和亞馬遜森林砍伐之間的相互影響關(guān)系

朱正楷

摘要：亞馬遜森林是世界上最大的熱帶雨林，由于它每年所產(chǎn)生的氧氣達(dá)到全球所產(chǎn)生總量的三分之一，它被人們成為“地球之肺”。而自2015年以來，亞馬遜森林被非法砍伐，它的森林覆蓋率也從80%縮減到58%，森林的大面積流失不僅對物種保護(hù)方面構(gòu)成了威脅，并且影響可能會影響全球的氣候平衡。另一方面，近幾年來的全球變暖，碳排放量增多無疑會給亞馬遜森林帶來更多的生存壓力，所以兩者的相互影響關(guān)系成為本文主要探討的對象。

關(guān)鍵詞：全球氣候變化 亞馬遜森林砍伐 氣候平衡

一、砍伐森林對于森林蒸發(fā)量的影響

亞馬遜森林是世界上最大的雨林，這片森林對世界氣候變化有極大的作用，因?yàn)槠錁淠舅a(chǎn)生的氧氣和吸收的二氧化碳含量，來調(diào)節(jié)氣候的變化。亞馬遜流域森林的位置主要集中在巴西境內(nèi)。巴西現(xiàn)有熱帶雨林220萬千米，這占據(jù)了巴西國土面積的25.8%?，F(xiàn)如今巴西對于亞馬遜森林的砍伐率為2.8%，這已經(jīng)超出了世界熱帶雨林平均砍伐率（1.8%）研究表明熱帶雨林的砍伐會對其后產(chǎn)生不良的影響。目前最有效的預(yù)測方法是采用大氣環(huán)流數(shù)值模式（GCMs）。之后Lean和Warrilow于1984年在英國的氣象局完成了亞馬遜流域森林毀滅模擬，從模擬結(jié)果來看主要是3個地面要素的差值較為明顯，毀滅實(shí)驗(yàn)相較于控制實(shí)驗(yàn)，它的地面溫度上升了2.5%，而蒸發(fā)程度和降水程度竟下降了接近30%。

森林的蒸發(fā)量主要因?yàn)閮蓚€因素來體現(xiàn)：一是森林的植被覆蓋率，而是森林內(nèi)部的水分條件決定。森林植被的大面積覆蓋率可以遮擋住陽光直射土地，從而減少森林的蒸發(fā)率。另一方面植物自身也有蒸騰作用以及對水分的需求，所以說蒸發(fā)量與植被覆蓋率有著直接的關(guān)系。由于保護(hù)不當(dāng)，亞馬遜雨林因?yàn)榉欠撤ブ采置娣e從80%下降到58%。到目前為止亞馬遜森林被毀面積達(dá)到了58.2萬平方千米。而且森林砍伐也會引起地面粗糙度和反射度的巨大變化。

粗糙度和反射度同樣也是引起降水量和蒸發(fā)量減少的重要原因，Lean做了兩個有關(guān)的實(shí)驗(yàn)得出亞馬遜的反射率的增大是引起降水減少的主要原因，粗糙度的減小對蒸發(fā)量的減少和溫度的升高起到了重要的作用。這兩點(diǎn)原因的造成是因?yàn)榉瓷涠仍龃髸行У臏p少凈輻射和蒸散耗能量，這減小了對流性降水的水汽源，粗糙度的減小會導(dǎo)致下墊面的邊界層輻合的減弱，兩者結(jié)合就引起了降水，蒸發(fā)量的減小[1]。

雨林的蒸發(fā)作用對于地表水循環(huán)是非常重要的，一棵樹每天大約蒸騰760升水，而0.4畝雨林每天可以蒸發(fā)76000升水，這樣的蒸發(fā)量相當(dāng)于是相同面積海洋的二十倍左右，亞馬遜森林所蘊(yùn)含的淡水占據(jù)了整個世界淡水含量的23%[2]，加入亞馬遜森林沒有這些植物的蒸騰來補(bǔ)充降水量，那么它的整體的降水量會減少20%，這與亞馬遜近年來的干旱情況也有著一定的關(guān)系。

以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以看出，亞馬遜森林被破壞時，當(dāng)?shù)氐臍夂蚓蜁兊酶痈稍镅谉?，并且減少降水量和蒸發(fā)量。對于全球的氣候變化而言，目前還沒有準(zhǔn)確的預(yù)測，但是亞馬遜森林砍伐必然會增加二氧化碳的釋放，有證據(jù)表明合理的控制亞馬遜砍伐可以減少百分之三十的碳排放量，所以森林的破壞可能引發(fā)兩極的冰川消融，加劇氣候變暖。

二、砍伐森林速帶來的二氧化碳排放的不確定性

砍伐熱帶雨林的危害不僅僅停留在對于物種多樣性和當(dāng)?shù)貧夂虻囊稽c(diǎn)，森林砍伐同樣造成大量二氧化碳的散射，這威脅著世界氣候。根據(jù)Intergovernmental Panel on Climate Change（IPCC）的研究，來自熱帶雨林砍伐所導(dǎo)致的二氧化碳排放量達(dá)到了世界人為二氧化碳排放量的6-28%。對于國際氣候條約來說，二氧化碳排放和移除溫室氣體兩者的不確定性會對它造成很大的影響。不確定性不僅僅會威脅了環(huán)境條約的功效，并且會影響到貿(mào)易系統(tǒng)功能的發(fā)揮。因此，確保有效監(jiān)測二氧化碳和其他溫室氣體的排放量顯得格外重要。

在很多國家關(guān)于來自化石燃料使用時釋放的二氧化碳含量都是一個范圍值。有研究表明來自熱帶雨林砍伐所導(dǎo)致的二氧化碳大概在0.5到2.8 GtC/yr，而且來自巴西亞馬遜的數(shù)據(jù)也同樣是不準(zhǔn)確的，這大概是150到280 MtC/yr。

為了去粗略的估計(jì)來自熱帶雨林看法所造成的碳排放，U. Martin Persson使用了Tier 1 誤差傳播方程。他們先假設(shè)森林砍伐的遠(yuǎn)處遙感為95%CI，接著他們假定總體的AGB不確定值為55%（95%CI），[3]這與他們在其他文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容有著最高的匹配度。因?yàn)樗麄儾]有發(fā)現(xiàn)估計(jì)死亡生物量和地下生物量的錯誤，所以他們假設(shè)這個不確定性對于碳庫來說也是相同的。這樣的不確定性范圍于來自Annex I-countries的甲烷和一氧化二氮研究結(jié)果相似。

但這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中他們忽視了生物量變化所帶來的不確定性。如果生物量變化僅僅存在于微生物層次，那么這樣的誤差可能就是很小的。但如果這樣的生物量變化發(fā)生在meso-scale，這可能就會引發(fā)極大的不確定性，那么這需要花費(fèi)很多精力在抽樣上。研究者需要專注于減少這樣的不確定性，同樣減少來自砍伐森林的碳通量上的不確定性。

為了應(yīng)對這樣的不確定性，巴西是第一個使用遙感技術(shù)來監(jiān)測森林資源的國家。這對于保護(hù)亞馬遜雨林來說無疑是個好消息。的確巴西的監(jiān)測項(xiàng)目表現(xiàn)出，這個方法是可以測量森林砍伐程度的，并且有著很高的精確度。雖然高精確度的land-cover和land-use maps能夠幫助國際的科學(xué)項(xiàng)目組織，但是這樣的國家性的監(jiān)管項(xiàng)目還需要進(jìn)一步的完善。因?yàn)閲倚枰鼜V泛的測量碳儲存的機(jī)構(gòu)，而他們中的數(shù)據(jù)都有可能構(gòu)成的碳排放量不確定性的源頭。

三、干旱對于亞馬遜森林影響

（一）干旱對于亞馬遜森林影響

亞馬遜森林在2005年和2010年經(jīng)歷了兩次干旱。在此之前人們總是把干旱看成一種自然現(xiàn)象，但是有證據(jù)表明對于森林的嚴(yán)重砍伐也是造成干旱的一種因素，這些森林砍伐已經(jīng)顯著地變化了世界氣候。與此同時干旱也會降低亞馬遜森林對于碳含量的吸收問題。

一個國際研究小組對比了2010年中在干旱影響地區(qū)的樹木與未受影響的樹木生長速率，他們發(fā)現(xiàn)雖然那些植物的生長速率沒有明顯的變化，但是他們光合速率在十年之內(nèi)變慢了10%。他們當(dāng)時得出的結(jié)論是樹木更傾向于將有限的能量用于生長，而不是維持他們自身的健康問題。牛津大學(xué)接著和當(dāng)?shù)氐膶W(xué)生、科研人員展開科研項(xiàng)目合作，歷時三年他們詳細(xì)記錄了大范圍檢測了完整的碳循環(huán)，最后發(fā)現(xiàn)未收影響地區(qū)的樹木光合速率沒有變化，但在六個受干旱影響地區(qū)的樹木有著顯著的光合作用速率下降。盡管受干旱影響地區(qū)的樹木生長率沒有變化，但樹木總體健康水平降低了。因此他們得出結(jié)論：盡管樹木的能源供給減少了（光、水分及養(yǎng)分供給均受到影響），但受干旱影響的樹木的生長速度沒有改變。如此維持生長是有代價的，這可能會引發(fā)樹木的死亡率的增加。

牛津大學(xué)的克里斯托弗·道蒂博士說過“我們首次證明嚴(yán)重的旱災(zāi)可以使得植物降低光合作用吸碳的速率。碳吸收的減少并不會降低生產(chǎn)速率碳吸收的減少。碳吸收的減少并沒有降低生長率，但意味著樹木死亡率的增長。樹木的死亡和分解會導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度的增加，在熱帶干旱地區(qū)可能會加速氣候變化?！边@就表明了干旱消弱了亞馬遜森林的吸碳能力，而吸碳能力的下降會危及到當(dāng)?shù)氐臍夂颍踔翆κ澜缈傮w水平的二氧化碳含量都有著影響。

（二）對于植被的影響

亞馬遜植被的改變主要因?yàn)閹讉€因素。森林的砍伐是其中一個關(guān)鍵的土地使用上的改變，這會通過改變地面表面反射率，粗糙度和蒸發(fā)量來影響能量的交換。超過百分之十五的原始亞馬遜雨林的砍伐，都會造成降水量以及地面溫度的巨變。而改變植物也會同樣改變原始森林的植被的性質(zhì)，當(dāng)百分之三十到五十的降水量都參與到亞馬遜的水循環(huán)中時，那么改變那些具有蒸騰特性的植物就會潛在地改變這樣的循環(huán)。熱帶森林的大規(guī)模減少主要是在21世紀(jì)，而這些減少主要是發(fā)生在亞馬遜的西南地區(qū)。

第二，亞馬遜東南地區(qū)的降水量減少了30%，并且它的東北和西南地區(qū)的降水量減少了40%。從這兩組數(shù)據(jù)中可以得知干旱季節(jié)的時間增長了大概四個月，并且從森林轉(zhuǎn)移到了熱帶草原地區(qū)。Lapola 在2009年將小于四個月的干旱季節(jié)定義成一個作為維持熱帶森林的臨界值，他甚至考慮到了carbon dioxide fertilization effect . 通過HadRM3P 和RegCM3 模型，研究者們發(fā)現(xiàn)，巴西東北地區(qū)正在從Caatinga 轉(zhuǎn)變到半干旱的情況，因?yàn)樗鼈兺寥乐械乃至魇А＿@兩個模型同樣展現(xiàn)出了巴西東北地區(qū)的熱帶森林，降水量和溫度上的增長。

四、結(jié)語

亞馬遜雨林所遭受的影響很大程度上都是由于人類活動破壞所造成的結(jié)果。同樣的，亞馬遜身為全世界最大，并且最重要的雨林生態(tài)圈，亞馬遜森林的破壞同樣會對全球氣候、環(huán)境產(chǎn)生重要影響。雖然巴西政府已經(jīng)開始著手于治理森林砍伐問題，但是前幾年遺留下來的環(huán)境問題已經(jīng)變得不容小覷，其對森林蒸發(fā)量，植被生長情況都有著很大的影響。誠然，亞馬遜雨林對當(dāng)?shù)貧夂蚧蛘呤澜鐨夂蚨加兄绊?，但是筆者相信未來只要政府或者其他組織能夠加入到幫助亞馬遜雨林的行列之中，亞馬遜雨林的環(huán)境肯定能夠得到改善，從而改變到我們現(xiàn)今的生存氣候，環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳萬隆.國外關(guān)于亞馬遜流域森林砍伐對氣候影響的預(yù)測[J].熱帶地理，1996，（04）：336-339.

[2]顏文洪.熱帶雨林：作用、危機(jī)及其原因[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2003，（03）：226.

[3]石龍.干旱消弱亞馬遜森林的吸碳能力[DB/OL].中國氣象報社，2015，（22）.

（作者單位：重慶魯能巴蜀中學(xué)）