Làm thế nào cực kỳ hạn hán làm suy yếu khả năng của cây để hấp thụ carbon

Làm thế nào cực kỳ hạn hán làm suy yếu khả năng của cây để hấp thụ carbon Hạn hán nghiêm trọng đã góp phần gây thiệt hại cho bọ cánh cứng trên diện rộng và tỷ lệ chết của cây trong rừng thông ở miền tây nước Mỹ. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, CC BY-ND

Có một bí ẩn bên trong những cái cây mà số phận của các thành phố ven biển, bị đe dọa bởi mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu, có thể phụ thuộc. Mỗi năm, các khu rừng của Trái đất chiếm khoảng một phần tư khí carbon dioxide do con người thải ra, làm chậm hiệu quả tốc độ và mức độ nghiêm trọng của sự nóng lên toàn cầu. Họ khóa hầu hết lượng carbon này trong thân cây và giữ nó ở đó trong nhiều thế kỷ. Dịch vụ này mà họ cung cấp cho nhân loại trị giá khoảng 1 nghìn tỷ đô la Mỹ mỗi năm.

Nhưng không có gì đảm bảo rằng cây xanh trên toàn cầu sẽ tiếp tục làm điều này trong những thập kỷ tới. Biến đổi khí hậu là hạn hán cực mạnh, cháy rừng dữ dội và côn trùng bùng phát, tất cả đều làm chậm sự phát triển của cây, giết chết cây và giải phóng carbon này trở lại bầu khí quyển.

Do đó, câu hỏi một nghìn tỷ đô la mà các nhà khoa học đang chạy đua để trả lời là - số phận của cây trong điều kiện khí hậu thay đổi là gì?

Trong một nghiên cứu về tác động của hạn hán đối với cây cối, tôi và các đồng nghiệp đã tập trung vào một khía cạnh của câu hỏi này, đặc biệt là tác động của hạn hán đối với cây xanh. Phân tích của chúng tôi cho thấy rừng không phục hồi sau hạn hán cực nhanh như các nhà khoa học đã nghĩ - một phát hiện có thể dẫn đến các mô hình tốt hơn về cách rừng hấp thụ khí thải carbon.

Đọc lịch sử cây

Hiện tại, chúng ta chủ yếu bay mù khi dự báo số phận của cây. Các công cụ dự đoán tốt nhất của chúng tôi - các mô hình toán học dựa trên sinh lý thực vật và khí hậu - không đồng ý về tương lai của rừng.

Một số cho thấy rằng cây tiếp tục phát triển như điên và hấp thụ carbon cho đến cuối thế kỷ. Tuy nhiên, ở những nơi khác, hạn hán, nhiệt độ và các rối loạn hệ sinh thái khác làm giảm sự phát triển của cây và làm chết nhiều cây, và hệ sinh thái bắt đầu mất carbon, nhanh chóng đẩy nhanh tốc độ và mức độ nghiêm trọng của biến đổi khí hậu. Tệ hơn nữa, những mô hình này thường không được cho là mô phỏng chính xác ảnh hưởng của hạn hán đến rừng.

Để làm sáng tỏ một phần bí ẩn này, chúng tôi đã chuyển sang vòng cây. Hầu hết các cây ở Bắc bán cầu đều phát triển các vòng hàng năm, được xếp xung quanh thân cây giống như các trang trên một cuốn sách về quá khứ trong suốt cuộc đời của cây đó.

Các nhà khoa học đã biết trong nhiều thập kỷ rằng trong thời gian hạn hán, cây phát triển chậm hơn. Nhưng chúng tôi muốn biết câu trả lời cho một câu hỏi đơn giản: điều gì xảy ra sau hạn hán? Cây có phục hồi và tiếp tục phát triển, lấy carbon đó từ khí quyển không? Hoặc, có thể thiệt hại duy trì trong thời gian hạn hán làm cho chúng phát triển chậm hơn sau đó, ngay cả khi hạn hán đã qua?

Bởi vì biến đổi khí hậu sẽ dẫn đến hạn hán thường xuyên hơn và nghiêm trọng hơn ở nhiều khu vực trên thế giới, sự phục hồi của rừng sau hạn hán sẽ rất quan trọng để xác định xem chúng có tiếp tục hấp thụ carbon dioxide và làm chậm sự nóng lên toàn cầu hay không.

Hạn hán

Chúng tôi đã sử dụng một cơ sở dữ liệu trực tuyến, công khai về các vòng cây từ hàng ngàn địa điểm rừng trên toàn cầu, với hầu hết các phép đo đến từ Bắc Mỹ, Châu Âu và các bộ phận của Nga. Tại khoảng 1,300 địa điểm rừng đáp ứng các tiêu chí của chúng tôi, chúng tôi đã tìm kiếm dữ liệu khí hậu lịch sử để tìm thời điểm và nơi xảy ra hạn hán nghiêm trọng. Sau đó, chúng tôi đã xem xét sự phát triển của cây còn sống sau khi những đợt hạn hán đó kết thúc.

Những gì chúng tôi tìm thấy là khá giật mình. Trung bình, rừng mất hai đến bốn năm để phục hồi tốc độ tăng trưởng trước đó sau khi hạn hán nghiêm trọng. Hiệu ứng di sản của người Viking này là hạn hán nghiêm trọng nhất ở những khu rừng khô như phía tây nam Hoa Kỳ và trong các loài thông. Ngoài ra, các loài cây chịu nhiều rủi ro nhất - đó là những loài tiếp tục uống nước với tỷ lệ cao trong thời gian hạn hán - cũng có tác động lớn nhất.

Không có các nghiên cứu chi tiết hơn trong các khu rừng riêng lẻ, chúng tôi không thể xác định chính xác lý do tại sao cây phát triển chậm hơn sau hạn hán, nhưng chúng tôi có một vài chỉ dẫn.

Hứa hẹn nhất là phát hiện ra rằng các loài cây gặp rủi ro trong thời gian hạn hán dường như phục hồi chậm nhất. Một số loài, như cây dương run rẩy, tiếp tục sử dụng nước và duy trì quang hợp trong thời gian hạn hán, nhưng chúng có nguy cơ làm hỏng hệ thống vận chuyển nước và thậm chí tử vong. Chiến lược này có lẽ là thuận lợi trong thời gian ẩm ướt hoặc hạn hán vừa phải, giúp họ vượt xa hàng xóm và thu được nhiều ánh sáng hơn. Nhưng trong những đợt hạn hán nghiêm trọng, chiến lược này có thể gây tác dụng ngược. Trên thực tế, trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi về cây dương, chúng tôi đã tìm thấy rất nhiều thiệt hại do hạn hán trong gỗ vẫn tồn tại một thập kỷ hoặc lâu hơn.

Khi chúng tôi xem xét các mô hình toán học hiện tại, chúng tôi thấy rằng tất cả các mô hình này đối xử với hạn hán giống như một công tắc đèn. Khi cây bị hạn hán, chúng phát triển chậm hơn. Nhưng khi hạn hán được giảm bớt, các mô hình cho rằng công tắc đã được bật lại và họ đã phục hồi sự phát triển của mình một cách hoàn hảo và ngay lập tức.

Điều này chỉ ra rằng các mô hình này có thể đang thiếu một số quy trình chính để mô phỏng chính xác các tác động hạn hán đối với rừng. Do đó, họ có thể đánh giá quá cao bao nhiêu cây có thể giúp làm chậm sự thay đổi khí hậu.

Gigatons của carbon từ khí quyển

Hiệu ứng này quan trọng đến mức nào? Chúng tôi đã thực hiện một số tính toán đơn giản về sự hấp thụ carbon của các khu rừng bán khô cằn có và không có các hiệu ứng di sản hạn hán này. Chúng tôi thấy rằng trong hơn một thế kỷ, các khu rừng bán khô cằn sẽ lưu trữ ít hơn 1.6 gigat carbon do ảnh hưởng của hạn hán, chiếm khoảng 25% Lượng khí thải carbon hàng năm của Mỹ. Đây chắc chắn là một ước tính rất bảo thủ về mức độ quan trọng của nó, bởi vì nó chỉ xem xét một cộng đồng thực vật trong một khu vực, hoặc quần xã.

Nhiều câu hỏi lớn vẫn còn, tuy nhiên. Đầu tiên, những ảnh hưởng di sản của hạn hán có xảy ra trong các khu rừng nhiệt đới, một trong những bể chứa carbon mạnh nhất trong tất cả các khu rừng không? Nhiều loài cây nhiệt đới không tạo ra các vòng hàng năm nhất quán, khiến cho việc phân tích vòng cây trở nên khó khăn, nhưng một số nhóm nghiên cứu gần đây đã thành công trong việc đo vòng cây trong một số loài nhiệt đới.

Thứ hai, mức độ nhạy cảm của cây đối với hạn hán ở các khu vực và hệ sinh thái khác nhau trên toàn cầu? Tỷ lệ tử vong của cây đã được chứng minh là cực kỳ khó nghiên cứu, hiểu và dự đoán và cộng đồng đang chạy đua để giải quyết những câu hỏi này.

Thứ ba, làm thế nào chúng ta có thể cải thiện các mô hình dự đoán của mình để mô phỏng hạn hán tốt hơn? Trong nghiên cứu khác, các đồng nghiệp của tôi và tôi đang cố gắng cải thiện các mô hình thảm thực vật này bằng cách thêm cơ chế thiệt hại hạn hán làm vết thương và giết chết cây bằng các chiến lược sử dụng nước có rủi ro.

Cuối cùng, chúng ta càng sớm giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu do con người gây ra, thì rủi ro sẽ càng thấp đối với các khu rừng trên toàn cầu.

Nghiên cứu của chúng tôi đã chiếu một tia sáng nhỏ vào những bí mật ở trung tâm của cây, du hành ngược thời gian để chúng ta có thể hiểu được tương lai. Nhưng nhiều bí ẩn khác vẫn còn khắc sâu bên trong những sinh vật hùng vĩ này, những bí ẩn mà chúng ta rất cần làm sáng tỏ.

Giới thiệu về Tác giảConversation

anderegg williamWilliam RL Anderegg là Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Môi trường Princeton tại Đại học Princeton. Trung tâm nghiên cứu của ông xung quanh giao điểm của hệ sinh thái và biến đổi khí hậu. Tôi đã nhận bằng tiến sĩ. từ Khoa Sinh học tại Đại học Stanford.

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

khí hậu

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by Toby Tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

năng lượng xanh2 3
Bốn cơ hội về hydro xanh cho vùng Trung Tây
by Christian Tae
Để ngăn chặn một cuộc khủng hoảng khí hậu, Trung Tây, giống như phần còn lại của đất nước, sẽ cần phải khử cacbon hoàn toàn nền kinh tế của mình bằng cách…
ug83qrfw
Rào cản chính đối với nhu cầu đáp ứng nhu cầu cần kết thúc
by John Moore, Trên Trái đất
Nếu các cơ quan quản lý liên bang làm đúng, khách hàng sử dụng điện trên khắp Trung Tây có thể sớm kiếm được tiền trong khi…
cây để trồng cho khí hậu2
Trồng những cây này để cải thiện cuộc sống thành phố
by Mike Williams-Rice
Một nghiên cứu mới xác định cây sồi sống và cây sung Mỹ là những nhà vô địch trong số 17 “siêu cây” sẽ giúp tạo ra các thành phố…
đáy biển phía bắc
Tại sao chúng ta phải hiểu địa chất đáy biển để khai thác gió
by Natasha Barlow, Phó Giáo sư về Thay đổi Môi trường Đệ tứ, Đại học Leeds
Đối với bất kỳ quốc gia nào được thiên nhiên ưu đãi dễ dàng tiếp cận Biển Bắc cạn và nhiều gió, gió ngoài khơi sẽ là chìa khóa để đáp ứng mạng lưới…
3 bài học về cháy rừng cho các thị trấn trong rừng khi Dixie Fire phá hủy lịch sử Greenville, California
3 bài học về cháy rừng cho các thị trấn trong rừng khi Dixie Fire phá hủy lịch sử Greenville, California
by Bart Johnson, Giáo sư Kiến trúc Cảnh quan, Đại học Oregon
Một đám cháy rừng bùng cháy trong khu rừng núi khô nóng quét qua thị trấn Cơn sốt vàng ở Greenville, California, vào ngày 4 tháng XNUMX,…
Trung Quốc có thể đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu Giới hạn năng lượng than
Trung Quốc có thể đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu Giới hạn năng lượng than
by Alvin Lin
Tại Hội nghị thượng đỉnh về khí hậu của Nhà lãnh đạo vào tháng XNUMX, Tập Cận Bình cam kết rằng Trung Quốc sẽ “kiểm soát chặt chẽ nhiệt điện than…
Nước trong xanh bao quanh bởi cỏ trắng chết chóc
Bản đồ theo dõi 30 năm tuyết tan khắc nghiệt trên khắp Hoa Kỳ
by Mikayla Mace-Arizona
Một bản đồ mới về các hiện tượng tuyết tan khắc nghiệt trong 30 năm qua làm rõ các quá trình thúc đẩy quá trình tan chảy nhanh chóng.
Một chiếc máy bay thả chất chống cháy đỏ vào đám cháy rừng khi các nhân viên cứu hỏa đậu dọc con đường nhìn lên bầu trời màu cam
Mô hình dự đoán đợt cháy rừng kéo dài 10 năm, sau đó suy giảm dần
by Hannah Hickey-U. Washington
Nhìn vào tương lai dài hạn của cháy rừng dự đoán một đợt bùng phát cháy rừng ban đầu kéo dài khoảng một thập kỷ,…

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.