长寿的热带树木在碳储存中的作用比以前认为的要大得多

自1982年以来，每五年在巴拿马的Barro Colorado Island上测量超过200,000棵树。

一组科学家在本周发表在《科学》杂志上的一篇论文中说，一组生长迅速，寿命长并且繁殖缓慢的树木占一些热带雨林中生物量和碳储存的大部分。这些被称为长寿先锋树的树木在碳储存中的作用比以前认为的要大得多，这一发现可能对保护森林作为应对气候变化的战略做出了贡献。

德克萨斯大学奥斯汀分校整合生物学助理教授，该研究的主要研究者Caroline Farrior说：“人们一直在争论这些长期存在的先驱者是否对碳储存做出长远贡献。”“我们惊讶地发现它们确实如此。”

目前尚不清楚热带雨林在多大程度上可以吸收燃烧化石燃料所产生的大气中的过量二氧化碳。尽管如此，这项新研究提供了有关不同树种在碳储存中的作用的见解。

研究小组发现，热带雨林的组成取决于时间的长短，取决于每种树种如何平衡两组不同的取舍：生长与生存（例如，一种树可能生长很快但会枯死）和身材与繁殖（另一种）可能会长高，但悠闲地繁殖）。研究小组还发现，居住在巴拿马巴罗科罗拉多岛上的近300种独特树种（灰色点）可以在其计算机模型中由五个功能组表示，并且仍能随时间准确地预测树木组成和森林生物量。

研究小组利用从巴拿马热带雨林收集的30多年的数据，发现了树木的一些关键特征，将这些特征整合到与气候变化相关的计算机模型中后，将提高模型的准确性。利用该小组改进的模型，科学家计划开始回答有关随时间推移推动森林组成的因素以及影响碳储存的因素的问题。

包括政府间气候变化专门委员会在内的大多数现有的地球系统模型（包括政府间气候变化专门委员会使用的模型）代表了森林中的树木，基本上都相同。

巴拿马巴罗科罗拉多岛（Barro Colorado Island）的50公顷古老森林中，大约有300种树种生长。

“这项分析表明，这对于热带森林来说还不够，并提供了前进的道路，” Farrior说。“我们表明，热带森林物种的生长，存活和繁殖的变化对于预测森林碳储量非常重要。”

该项目由哈雷·耶纳·莱比锡德国生物多样性综合研究中心（iDiv）研究员NadjaRüger领导。

除了发现长寿先驱者的发现外，研究小组还发现，随着时间的流逝，热带森林的组成取决于每种树种如何平衡两组不同的取舍：生长与生存（例如，一种树可能会生长）。快但死于年轻）和身高与生殖（另一种可能长高但生殖悠闲）。根据每个物种沿着这两个不同轴的位置在图表上将其绘制为一个点，从而使科学家们可以拥有一个比以前的物种更复杂，更准确的模型，后者通常只专注于这两个权衡中的第一个或对它们进行参数化通过不同的方式进行分组。

Farrior说：“要真正认识到身高与繁殖之间存在第二个权衡，并且在古老的森林中很重要，这从生物学上来说是很大的事情。”

研究小组还发现，生活在巴拿马运河中部的巴罗科罗拉多岛上的近300种独特树种可以通过五个功能组在其计算机模型中表示，并且仍能准确预测树木的组成和森林生物量随时间的推移。

未来几十年无法直接验证森林模型的预测。因此，研究人员做了下一件最好的事情：他们用1980年代在巴拿马所在地收集的森林组成数据播种了模型，然后向前运行该模型，以表明该模型准确地代表了从那时起到现在的变化。这称为“隐藏广播”。

接下来，他们计划探索变暖的世界如何使具有某些特征的树木比其他树木受益，从而改变森林组成和森林储存碳的潜力。

“气候预测中最大的未知数之一是：树木要做什么？”战士说。“如果我们要准确地预测气候将如何改变和管理森林，我们确实需要解决这个问题。目前，他们正在吸收我们生产的过量碳，并延迟了气候变化，但他们会继续这样做吗？”

参考：NadjaRüger，Richard Condit，Daisy H. Dent，Saara J. DeWalt，Stephen P. Hubbell，Jeremy W. Lichstein，Omar R. Lopez，Christian Wirth和Caroline E. Farrior，“人口折衷预测热带森林的动态”， 2020年4月10日，科学.DOI：
10.1126 / science.aaz4797

资金由美国国家科学基金会（Deutsche Forschungsgemeinschaft）和国立科学技术大学（TecnologíaeInnovación）赞助。

该论文的其他合著者是芝加哥自然历史博物馆的理查德·康迪特（Richard Condit）和莫顿植物园。巴拿马史密森尼热带研究所（STRI）和英国斯特灵大学的Daisy H.Dent；克莱姆森大学的Saara J. DeWalt； STRI和加利福尼亚大学洛杉矶分校的Stephen P. Hubbell；盖恩斯维尔佛罗里达大学的Jeremy W. Lichstein； STRI的Omar R. Lopez和巴拿马的Centíficasy Servicios de AltaTecnología研究机构；以及德国莱比锡大学和马克斯·普朗克生物地球化学研究所的iDiv的Christian Wirth。