世界中で、木はより速く成長し、若くなっていきます-そして、すぐに貯まる炭素は少なくなります

世界中で、木はより速く成長し、若くなっていきます-そして、すぐに貯まる炭素は少なくなります
木は大気から炭素を取り、それらが死ぬまでそれを保存します。
アルサムア/シャッターストック

世界が温暖化し、大気が二酸化炭素でますます肥沃になるにつれて、木はこれまで以上に速く成長しています。 しかし、彼らはまた若くして死にかけています–そして、全体として、世界の森林は炭素を貯蔵する能力を失っているかもしれません。 それが、ジャーナルに発表された私たちの新しい研究の重要な発見です ネイチャー·コミュニケーションズ.

人間のいない世界では、森林は平衡状態で存在し、大気から失われる炭素とほぼ同じ量の炭素を大気から排出します。 しかし、人間は化石燃料を燃やすことでこの均衡を乱しています。 その結果、大気中のCO₂レベルが上昇し、気温が上昇し、植物の成長が促進されます。 これらの変化は、過去数十年間、無傷でさえ、木の成長を刺激してきました、 「古い成長」の森 最近の人間の混乱を経験していません。 これは、森林が放出するよりも多くの炭素を吸収することを可能にし、大量の正味の蓄積をもたらします。これは、しばしば「炭素吸収源」と呼ばれます。

私たちのような地球科学者は、森林がどれほど長く沈み続けることができるのか疑問に思うことがよくあります。 余分なCO₂はあらゆる場所の樹木に利益をもたらし、気温の上昇はより寒い地域での成長を助けます。 したがって、森林が私たちの炭素排出の多くを吸収し続けることを期待することができます–そしてそれがまさに最も 地球システムモデル 予測。

このペルーのような枯れ木は、腐敗すると炭素を大気中に放出します。このペルーのような枯れ木は、腐敗すると炭素を大気中に放出します。 ロエル・ブリエネン, 著者提供

ただし、ツリーの寿命が変化すると、スパナが動作する可能性があります。 勉強して数年前 古い成長のアマゾンの森、我々は最初の成長の増加に続いて木の死亡率の増加があったことを指摘した。 これは、より速い成長が原因で、樹木の寿命が短くなるためであると私たちは仮説を立てました。 真の場合、これは、成長と寿命の間のトレードオフを考慮に入れていなかったため、炭素吸収が続くという予測が過度に楽観的であった可能性があることを意味します。 私たちの新しい発見は、この仮説の証拠を提供します。

木の成長と寿命の関係を研究するために、年輪の記録を使用しました。 各輪の幅は、樹木が成長する速さを示し、輪を数えると、年齢に関する情報が提供され、その最大寿命を推定できます。 世界中の210,000を超える種に属する80以上の年輪レコードを分析しました。 この大規模な事業は、世界中の樹木年代学者(年輪の専門家)が何十年にもわたってデータを公開したおかげで可能になりました。

うさぎとかめ

私たちの分析は、速く成長する木は若くして死ぬことを示しています。 より速く成長する種がより短く生きることは長い間知られていました。 たとえば、バルサの木は20メートル以上に急速に成長しますが、数十年しか生きられませんが、いくつかのブリスルコーンパインツリーは、5,000年近くにわたってゆっくりと着実に成長しています。

これは、異なる種を比較する場合だけでなく、同じ種の木内でも当てはまることがわかりました。 このトレードオフが、樹冠が閉じた熱帯林から北極圏に耐える丈夫な木まで、ほぼすべての種類の木と生態系で発生することを発見したのは驚きでした。 成長の遅いブナの木は、成長の速い親戚よりも数十年長く生きると予想されます。 それは、ノウサギとカメの物語にとてもよく似ています–ゆっくりですが着実に成長している木は、最も長く生きる木です。

この影響を調査するために、XNUMXつのツリーシミュレーションモデルで蓄積される炭素量を比較しました。 XNUMXつのシミュレーションにはこの「成長が早く、死ぬ」トレードオフが含まれ、もうXNUMXつのシミュレーションは、成長率に関係なく、木が同じ長さで生存するモデルを使用しました。 木が速く成長し、若く枯れていくと、最初はバイオマスの全体的なレベルが増加しましたが、数十年後には木の死亡率も増加しました。

したがって、やがて森林は再びバイオマスを失い始め、最初と同じレベルに戻りますが、より速く成長し、より寿命の短い木になります。 私たちのモデルは、より速い成長は、炭素貯蔵の実際の長期的な増加なしに、より速い樹木の死をもたらすことを示しています。 一部の研究者はこれを予測しました ずっと前に、そして私たちの結果は彼らの予測をサポートしています。

これらのモデル予測は、 アマゾンの森林動態 しかしまた最近報告された 木の死の増加 世界中で

ロックスターはなぜ若くして死ぬのですか?

興味深い質問は、成長の早い木、つまり森の「ロックスター」がはるかに短い生活を送る理由です。 決定的な答えはまだありませんが、いくつかの潜在的なメカニズムを検討しました。 たとえば、より高い温度や、より速い成長を刺激するその他の環境変動も、木の寿命を縮める可能性があります。 ただし、寿命の短縮は、成長の加速自体の結果であることがわかります。

簡単な仮説のXNUMXつは、特定の最大潜在サイズに達すると木が死に、ツリーがこのサイズに速く到達すると若いほど死ぬというものです。 その他の考えられる説明としては、成長の早い木は単に(エネルギー消費の観点から)安価な木を作り、病気や昆虫の攻撃を撃退するために投資するリソースが少ない、または干ばつに弱いということです。 原因が何であれ、将来の炭素吸収量を現実的に予測し、大気中のCO₂量を予測するには、このメカニズムを科学モデルに組み込む必要があります。会話

著者について

Roel Brienen、NERC Research Fellow、 リーズ大学 そして、Emanuel Gloor、生物地球化学サイクルの教授、 リーズ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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