Cây cối lấy carbon từ khí quyển và lưu trữ nó - cho đến khi chúng chết. alsamua / màn trập

Khi thế giới ấm lên và bầu khí quyển ngày càng được bón nhiều carbon dioxide, cây cối đang phát triển nhanh hơn bao giờ hết. Nhưng chúng cũng đang chết trẻ hơn - và nhìn chung, các khu rừng trên thế giới có thể mất khả năng lưu trữ carbon. Đó là phát hiện quan trọng của nghiên cứu mới của chúng tôi, được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Trong một thế giới không có con người, rừng sẽ tồn tại ở trạng thái cân bằng, lấy đi lượng carbon ra khỏi khí quyển bằng lượng carbon mà chúng mất đi. Tuy nhiên, con người đã làm xáo trộn trạng thái cân bằng này bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch. Kết quả là CO trong khí quyển? mức độ đã tăng lên dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ và sự phát triển của cây trồng. Những thay đổi này đã kích thích sự phát triển của cây trong nhiều thập kỷ qua, ngay cả ở những cây còn nguyên vẹn, Rừng "già" chưa trải qua những xáo trộn gần đây về con người. Điều này lại cho phép các khu rừng hấp thụ nhiều carbon hơn lượng chúng thải ra, dẫn đến tích tụ ròng lớn - cái thường được gọi là “bể chứa carbon”.

Các nhà khoa học về trái đất như chúng ta thường tự hỏi rừng có thể tiếp tục bị chìm trong bao lâu nữa. Lượng CO bổ sung? sẽ mang lại lợi ích cho cây cối ở khắp mọi nơi và nhiệt độ tăng sẽ giúp chúng phát triển ở những vùng lạnh hơn. Vì vậy, bạn có thể mong đợi rằng rừng sẽ tiếp tục hấp thụ phần lớn lượng khí thải carbon của chúng ta - và đó chính xác là điều mà hầu hết chúng ta đang thải ra. mô hình hệ thống trái đất dự đoán.

Những cây chết, như cây này ở Peru, thải carbon trở lại bầu khí quyển khi chúng thối rữa. Roel Brienen, tác giả cung cấp

Tuy nhiên, những thay đổi có thể xảy ra trong tuổi thọ của cây có thể làm hỏng công trình. Một vài năm trở lại khi học rừng già Amazon, chúng tôi lưu ý rằng sự gia tăng tăng trưởng ban đầu được theo sau bởi sự gia tăng tỷ lệ chết cây. Chúng tôi giả thuyết rằng điều này có thể là do tốc độ tăng trưởng nhanh hơn làm giảm thời gian sống của cây. Nếu đúng, điều này có nghĩa là các dự đoán rằng bể chứa carbon sẽ tiếp tục có thể đã quá lạc quan, vì họ đã không tính đến sự đánh đổi giữa tăng trưởng và tuổi thọ. Phát hiện mới của chúng tôi cung cấp bằng chứng cho giả thuyết này.

Để nghiên cứu mối quan hệ giữa sự phát triển của cây và tuổi thọ, chúng tôi đã sử dụng các bản ghi vòng cây. Chiều rộng của mỗi vòng cho chúng ta biết tốc độ phát triển của cây, trong khi các vòng đếm cung cấp thông tin về tuổi và cho phép chúng ta ước tính tuổi thọ tối đa của nó. Chúng tôi đã phân tích hơn 210,000 hồ sơ vòng cây riêng lẻ thuộc hơn 80 loài khác nhau từ khắp nơi trên thế giới. Công việc lớn này có thể thực hiện được nhờ hàng chục năm làm việc của các nhà nghiên cứu thời gian học (chuyên gia về vòng cây) trên khắp thế giới, những người đã công bố công khai dữ liệu của họ.

Thỏ và Rùa

Phân tích của chúng tôi cho thấy cây lớn nhanh, chết non. Từ lâu, người ta đã biết rằng các loài sinh trưởng nhanh hơn sống ngắn hơn. Ví dụ, một cây balsa phát triển nhanh đến 20 mét hoặc hơn nhưng sẽ chỉ sống được vài thập kỷ, trong khi một số cây thông lông cứng đã phát triển chậm và ổn định trong gần 5,000 năm.

Chúng tôi phát hiện ra rằng điều này không chỉ đúng khi so sánh các loài khác nhau mà còn đúng với các cây cùng loài. Thật ngạc nhiên khi thấy rằng sự đánh đổi này xảy ra ở gần như tất cả các loại cây và hệ sinh thái, từ những khu rừng nhiệt đới có tán kín đến những loài cây cứng cáp dũng mãnh ở các vùng Bắc Cực. Một cây sồi phát triển chậm có thể sống lâu hơn vài thập kỷ so với những họ hàng phát triển nhanh của nó. Nó rất giống câu chuyện về thỏ rừng và rùa - những cây phát triển chậm nhưng đều đặn là những cây sống lâu nhất.

Để nghiên cứu ý nghĩa của điều này, chúng tôi đã so sánh lượng carbon sẽ được tích lũy trong hai mô hình mô phỏng cây. Một mô phỏng bao gồm sự đánh đổi “lớn nhanh, chết non” này và mô phỏng kia sử dụng mô hình trong đó cây cối sống lâu như nhau, bất kể tốc độ tăng trưởng của chúng. Chúng tôi nhận thấy rằng cây cối phát triển nhanh hơn và chết trẻ hơn ban đầu làm cho mức sinh khối tổng thể tăng lên, nhưng nó cũng làm tăng tỷ lệ chết cây vài thập kỷ sau đó.

Do đó, cuối cùng rừng bắt đầu mất sinh khối trở lại và trở lại mức như lúc ban đầu, nhưng với những cây sinh trưởng nhanh hơn và tuổi thọ ngắn hơn. Các mô hình của chúng tôi chỉ ra rằng tốc độ tăng trưởng nhanh hơn dẫn đến việc cây chết nhanh hơn, mà không có sự gia tăng thực sự trong thời gian dài về lưu trữ carbon. Một số nhà nghiên cứu đã dự đoán điều này từ lâuvà kết quả của chúng tôi hỗ trợ dự đoán của họ.

Những dự đoán mô hình này không chỉ phù hợp với những thay đổi quan sát được trong động thái rừng ở Amazon mà còn với một nghiên cứu gần đây báo cáo một tăng chết cây trên toàn cầu.

Tại sao các ngôi sao nhạc rock chết trẻ?

Một câu hỏi hấp dẫn là tại sao những cây phát triển nhanh, “ngôi sao nhạc rock” của rừng lại sống ngắn hơn nhiều. Chúng tôi vẫn chưa có câu trả lời kết luận, nhưng chúng tôi đã xem xét một số cơ chế tiềm năng. Ví dụ, có thể là nhiệt độ cao hơn và các biến đổi môi trường khác kích thích tăng trưởng nhanh hơn, cũng làm giảm tuổi thọ của cây. Tuy nhiên, chúng tôi thấy rằng việc giảm tuổi thọ là kết quả của bản thân tốc độ tăng trưởng nhanh hơn.

Một giả thuyết đơn giản là cây sẽ chết khi chúng đạt đến kích thước tiềm năng tối đa nhất định và cây đạt đến kích thước này càng nhanh thì cây càng chết sớm. Những lời giải thích khác có thể là cây phát triển nhanh chỉ đơn giản là tạo ra gỗ rẻ hơn (về chi phí năng lượng) và đầu tư ít nguồn lực hơn để chống lại bệnh tật và côn trùng tấn công hoặc dễ bị hạn hán hơn. Dù nguyên nhân là gì thì cơ chế này cần phải được xây dựng thành các mô hình khoa học nếu chúng ta muốn đưa ra những dự đoán thực tế về bể chứa carbon trong tương lai và từ đó đưa ra những dự đoán thực tế về lượng CO2? sẽ ở trong bầu khí quyển.

Về các tác giả

Roel Brienen, Thành viên Nghiên cứu NERC, Đại học Leeds và Emanuel Gloor, Giáo sư về các chu trình sinh hóa, Đại học Leeds

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Cuộc sống sau carbon: Sự chuyển đổi toàn cầu tiếp theo của các thành phố

by Peter Plastrik, John Cleveland
Tương lai của các thành phố của chúng ta không giống như trước đây. Mô hình thành phố hiện đại đã nắm giữ trên toàn cầu trong thế kỷ XX đã vượt qua sự hữu ích của nó. Nó không thể giải quyết các vấn đề mà nó đã giúp tạo ra đặc biệt là sự nóng lên toàn cầu. May mắn thay, một mô hình mới cho phát triển đô thị đang nổi lên ở các thành phố để tích cực giải quyết thực tế của biến đổi khí hậu. Nó biến đổi cách các thành phố thiết kế và sử dụng không gian vật lý, tạo ra sự giàu có về kinh tế, tiêu thụ và xử lý tài nguyên, khai thác và duy trì hệ sinh thái tự nhiên và chuẩn bị cho tương lai. Có sẵn trên Amazon

Sự tuyệt chủng thứ sáu: Một lịch sử không tự nhiên

của Elizabeth Kolbert
Trong nửa tỷ năm qua, đã có Năm sự tuyệt chủng hàng loạt, khi sự đa dạng của sự sống trên trái đất đột ngột và ký hợp đồng đột ngột. Các nhà khoa học trên thế giới hiện đang theo dõi sự tuyệt chủng thứ sáu, được dự đoán là sự kiện tuyệt chủng tàn khốc nhất kể từ khi tác động của tiểu hành tinh quét sạch khủng long. Lần này, thảm họa là chúng ta. Trong văn xuôi đó là ngay lập tức, giải trí, và thông tin sâu sắc, New Yorker nhà văn Elizabeth Kolbert cho chúng ta biết lý do tại sao và làm thế nào con người đã thay đổi cuộc sống trên hành tinh theo cách mà không có loài nào có trước đây. Nghiên cứu đan xen trong nửa tá môn học, mô tả về các loài hấp dẫn đã bị mất và lịch sử tuyệt chủng như một khái niệm, Kolbert cung cấp một tài khoản cảm động và toàn diện về những vụ mất tích xảy ra trước mắt chúng ta. Bà cho thấy sự tuyệt chủng thứ sáu có khả năng là di sản lâu dài nhất của loài người, buộc chúng ta phải suy nghĩ lại về câu hỏi cơ bản về ý nghĩa của con người. Có sẵn trên Amazon

Cuộc chiến khí hậu: Cuộc chiến sinh tồn khi thế giới quá nóng

bởi Gwynne Dyer
Sóng của người tị nạn khí hậu. Hàng chục quốc gia thất bại. Chiến tranh toàn diện. Từ một trong những nhà phân tích địa chính trị vĩ đại của thế giới đến một cái nhìn kinh hoàng về thực tế chiến lược của tương lai gần, khi biến đổi khí hậu thúc đẩy các cường quốc của thế giới hướng tới chính trị sinh tồn. Tiên tri và vô cảm, Chiến tranh khí hậu sẽ là một trong những cuốn sách quan trọng nhất trong những năm tới. Đọc nó và tìm hiểu những gì chúng ta đang hướng tới. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.