大规模砍伐森林的气候和碳循环综合影响外文翻译资料

英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Apr 17; 104(16): 6550–6555.

Published online 2007 Apr 9. doi: 10.1073/pnas.0608998104

PMCID: PMC1871823

PMID: 17420463

Environmental Sciences

大规模砍伐森林的气候和碳循环综合影响

G. Bala,^*dagger; K. Caldeira,^Dagger; M. Wickett,^* T. J. Phillips,^* D. B. Lobell,^* C. Delire,^sect; and A. Mirin^*

摘要

防止砍伐森林和促进植树造林经常被视为减缓全球变暖的战略。森林砍伐释放CO ₂大气层对地球气候产生了变暖的影响。然而，砍伐森林的生物物理效应，包括地表反照率，蒸发蒸腾和云层覆盖的变化也会影响气候。在这里，我们展示了使用三维耦合全球碳循环和气候模型进行的几次大规模毁林试验的结果。这些模拟是通过使用完整的三维模型进行的，该模型表示陆地，大气和海洋之间的物理和生物地球化学相互作用。我们发现，全球范围的森林砍伐对地球气候具有净冷却影响，因为反照率和蒸发蒸腾量变化的净冷超过了砍伐森林的碳循环变暖效应。特定纬度的森林砍伐实验表明，热带地区的造林项目显然有利于缓解全球尺度变暖，但如果在高纬度地区实施，将会适得其反，并且在温带地区仅提供边际效益。虽然这些结果质疑中高纬度造林项目对减缓气候的影响，但由于与气候无关的许多原因，森林仍然是宝贵的环境资源。

关键词：造林，反照率变化，气候变化，全球变暖，气候政策

防止砍伐森林和促进植树造林经常被视为减缓全球变暖的战略。森林砍伐释放CO ₂大气层对地球气候产生了变暖的影响。然而，砍伐森林的生物物理效应，包括地表反照率，蒸发蒸腾和云层覆盖的变化也会影响气候。在这里，我们展示了使用三维耦合全球碳循环和气候模型进行的几次大规模毁林试验的结果。这些模拟是通过使用完整的三维模型进行的，该模型表示陆地，大气和海洋之间的物理和生物地球化学相互作用。我们发现，全球范围的森林砍伐对地球气候具有净冷却影响，因为砍伐森林的碳循环变暖对反照率和蒸发蒸腾量变化的净冷却不堪重负。特定纬度的森林砍伐实验表明，热带地区的造林项目显然有利于缓解全球尺度变暖，但如果在高纬度地区实施，将会适得其反，并且在温带地区仅提供边际效益。虽然这些结果质疑中高纬度造林项目对减缓气候的影响，但由于与气候无关的许多原因，森林仍然是环境上宝贵的资源。

关键词：造林，反照率变化，气候变化，全球变暖，气候政策

砍伐森林通过释放活植物和土壤中储存的碳，以及通过改变地表的物理特性来影响全球气候。毁林造成变暖影响由 (i) 加入CO₂到大气中， (ii) 随着未来CO₂施肥效果的增加消除树木可能的碳存储，和 (iii) 降低蒸散，特别是在热带（1- 6）。然而，砍伐森林也会产生降温影响：（iv）降低地表反照率，特别是在季节性积雪覆盖的高纬度地区（7）- 10）。我们将前两种由大气二氧化碳含量变化调节的气候效应称为“碳循环效应”，并将森林的另外两种气候效应称为“生物物理效应”。

因为CO ₂充分混合在大气中，碳循环效果从全局表现出来，但生物物理效应可以从区域尺度最强烈地感受到。尽管在促进植树造林作为气候变化减缓战略时考虑了碳循环效应，但土地覆盖变化的生物物理效应在很大程度上被忽视了（11）。对森林砍伐对全球气候的碳循环和气候综合影响的调查是本文的主题。

碳循环和反照率效应的相对重要性可以用辐射强度来量化（7），但气候对水循环变化响应的复杂性挑战了这种度量（12）对蒸发蒸腾变化的应用。蒸发蒸腾变化引发大气水蒸气，云和流失率变化，产生局部和全球温度变化。以前的研究表明，热带地区的森林砍伐会降低蒸发蒸腾速率，增加显热通量，导致降水区域性降低，表面温度升高（1）- 3，5，13，14）。

过去的研究调查了全球毁林（16- 19）特定气候带森林砍伐的生物物理效应（1- 5，8，13，15），并且通过使用简单的模型（7，20- 22）结合不同纬度森林砍伐的物理和碳循环效应。在这里，我们采用INCCA（综合气候和碳）模型（23，24）调查从2000-2150年短暂碳/气候的相互作用。我们的研究调查了森林砍伐的结合气候和碳循环的影响完全交互式三维气候模型，包含复杂的植被动态子模型以及碳循环的陆地和海洋组成部分（23- 25）。

结果

大气CO ₂含量比全球森林砍伐试验中的381 ppmv更大，因为21世纪初树木中储存的碳释放和标准模拟中看到的森林生态系统的CO ₂施肥损失（图1）。尽管大气CO ₂浓度较高，但全球案例中的全球和年平均温度比标准情况低约0.3 K。因此，在全球平均的基础上，砍伐森林的碳循环变暖效应被冷却的生物物理效应超过。

图1

在标准和森林砍伐试验中，2000 - 2150年间大气CO 2（上）和10年平均表面温度变化（下）的模拟时间演变。大气CO 2增加的变暖效应全球案例中全球森林砍伐的降温生物物理效应抵消了这一影响，相对于2100年左右的标准实验asymp;0.3K产生冷却。来自热带，温带和北方森林砍伐的碳循环和生物物理效应的结合是净冷却，接近零温度变化和净变暖。纬度带实验中温度变化的总和近似等于全局情况下的温度变化，表明接近线性。

相对于标准情况，热带，温带和北方地区的大气CO ₂浓度高出299,110和5 ppmv。热带，温带和北方实验中相对于2100年标准情况的全球平均温差分别为 0.7 K，-0.04 K和-0.8 K（图1）），暗示热带，温带和北方森林砍伐的碳循环和生物物理效应分别为净变暖

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[21127]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word