湿地森林在茨巴纳,巴西。

湿地森林在茨巴纳,巴西。阿毛里•阿吉亚尔/Flickr.

科学家归零树是令人惊讶的大型甲烷来源

最近的研究表明,树木,特别是在热带湿地,是大气中第二个最重要的温室气体的主要来源,甲烷。某些林地是高甲烷发射器的了解,应该有助于指导世界许多地区的重新造林项目。

亚马逊有很多谜团。直到最近,最令人不安的是卫星观察到的雨林中出现的巨大甲烷排放之一,但没有人能在地面上找到。大约2000万吨只是未占用。

然后是英国邮政编码研究员Sunitha Pangala,花了两个月的时间,将亚马逊的水道捆扎出气体测量设备到成千上万的树木。她发现树木,特别是在广泛的洪水森林中,在涝渍的土壤中刺激甲烷产量并将其用进入大气层。

她的2014年探险堵塞了地球甲烷预算的一个张大洞。她发现了一个迄今为止忽视了大气中第二大最重要的温室气体的主要来源。现在似乎大多数世界上估计的3万亿树木至少会有一些时间发出甲烷。

没有人争辩说,树木对气候不好并且应该被削减。实际上,在大多数情况下,它们的碳储存能力很容易超过它们的甲烷排放。但在一个公司植物树木抵消碳排放的世界中,我们非常需要知道他们的数字是否加起来,或者如果它们受到树木和甲烷的复杂化学的破坏。


一位研究人员说:“在亚马逊的季节性洪水地区,树木变成了一个巨大的烟囱,排出甲烷。”

森林科学家长期以来一直在树皮中切断洞,射击从行李箱发出嘶嘶声的气体。第一个记录的测量是在1907年制作的,当时堪萨斯大学的弗朗西斯·布什·森林队削减了校园三棉木,发现了脱落的气体是60%的甲烷。然而“这只是十年前的是,科学家认为衡量甲烷是否实际上从森林中生长的树木散发出来,”马里兰州的史密森尼环境研究中心帕特里克·兆戈斯说,这项工作的先锋。

有一段时间,很少有森林研究人员想知道。他们并不热衷于听到树木可能不像他们希望的那样对气候很好。或许他们担心1981年的那种愤怒情绪会重演,当时罗纳德·里根(Ronald Reagan)利用从树木中发现挥发性有机化合物的研究,错误地宣称这些化合物“比汽车造成的污染更严重”。

同样,气候科学家认为森林吸收甲烷,而不是释放它。它只慢慢地恍然大悟,任何树木可能都做的两者。

文森特·高西(Vincent Gauci)是首批人之一,当时他在英国开放大学(Open University)工作,现在在伯明翰大学(Birmingham University)工作。他说:“当我第一次做这个的时候,情况很糟糕。”当时还在开放大学(The Open University)工作的潘加拉第一次测量了婆罗洲沼泽中释放甲烷的树木,她也有同样的经历。尽管发现这些树木使沼泽排放的标准估计增加了7倍,“它花了18个月才发表,”她说。“我们被几家杂志拒绝了。他们就是不感兴趣。”

但结果一直到来。2017年,Pangala从她的亚马逊探险中发表了调查结果,在此期间,她在13个洪泛区的地表水,浮动水生植物,土壤和茎和茎和叶子中进行了甲烷的测量。

Sunitha Pangala在亚马逊中安装了一个测量树的甲烷排放的设备。

Sunitha Pangala在亚马逊中安装了一个测量树的甲烷排放的设备。由Sunitha Pangala提供

“我们发现一贯的故事,树木都散发了很多甲烷,”她说。“在亚马逊的季节性淹水部分中,树木成为泵出甲烷的巨大烟囱。”单个树木的排放量比以前高200倍以上测量。这不是小事。每公顷被淹没的森林每天都释放出几公斤的甲烷。实地发现的结果是之前估计的亚马逊甲烷排放量的两倍,达到每年约4000万吨。这些树木释放出的甲烷与北极所有冻土带生态系统一样多。北极的永久冻土中含有大量的甲烷——随着该地区变暖和土壤解冻,这些储存的甲烷预计将被释放出越来越多的数量。

Pangala的“自下而上”调查结果由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和其他地区的其他人飞行的飞机的“自上而下”测量确认。这是一个游戏更换者。“她吹了这个故事,”纽约的滑雪道学院Kristofer Covey说。“这项工作非常彻底和考虑。她提供了一个完整的生态系统图片,并显示出缺失的甲烷来自树木。争论很难。“

并非最不重要的是,它解释了一个长期的数据差距,首先由水道基督教弗兰肯伯格识别,现在在加利福尼亚州美国宇航局喷气式飞机推进实验室。他于2005年指出,卫星的遥感数据建议亚马逊发出两倍的甲烷,因为地面的研究人员可以占。现在世界知道为什么。“她闭上了亚马逊甲烷预算,”科托说。


甲烷是仅次于水蒸气和二氧化碳的最重要的温室气体。事实上,就分子而言,它是一个比二氧化碳更有效的地球——比二氧化碳更温暖。人为因素——主要是腐烂的垃圾填埋场、煤矿、稻田、牲畜和天然气管道泄漏——使大气中的浓度提高了250%左右。据估计,全球变暖的五分之一是由它们造成的。

但是有许多自然来源,包括湿地,白蚁,反刍动物的肠道的微生物活动,而且,现在是世界上大多数的树木。

几乎可以肯定,最严重的树木排放来自亚马逊等热带湿地的森林地区。

因为甲烷仅持续到大气左右十年,删除主要来源可能对全球温度更快地影响,而不是消除CO2,持续几个世纪。然而,这并不意味着削减世界的树木将冷却这个星球。离得很远。在大多数时候最多的地方,树木的吸收和储存二氧化碳的能力胜过他们的甲烷排放对大气的任何贡献。

潘加拉说,但同样也不能忽视这一点。这些数字太高了。她说:“我们发现湿地树木每年产生5000 - 6500万吨甲烷。”“这是自然湿地总量的三分之一。还有三分之一我们直到最近才知道。”

几乎可以肯定,最严重的树木排放来自亚马逊等热带湿地的森林地区。但是湿地之外的树木的作用不能被忽视。Megonigal说:“我们知道[非湿地]树木的排放量更低,但世界上有更大的高地森林区域可供排放。”

同样地,热带地区以外的树木通常不会像热带地区的树木那样释放出热量。温度太低了。但即便如此,中纬度地区的一些森林有时可能会释放出足够的甲烷,抵消土壤吸收甲烷的能力,使其生态系统从净甲烷汇中转变过来净来源梅格尼亚州说。


所以如何以及为什么树送甲烷?湿地是已知的甲烷的自然来源,用于被称为“沼气”。所以,回想起来,他们的树木发挥作用不应该令人惊讶。但是什么作用?

一些研究人员认为湿地树干仅仅是被涝渍土壤中的微生物产生的被动导管。树干可能看起来很实,但它们包含空间和频道,气体通过哪个渠道上下行驶。“树木的大部分是气体,”Covey说:四分之一到一半之间的任何地方。

热带湿地,例如巴厘岛的红树林,释放出最强烈的基于树木的甲烷排放。

热带湿地,例如巴厘岛的红树林,释放出最强烈的基于树木的甲烷排放。alamy.

但似乎湿地树的不仅仅是导管。他们还创造了这种条件,并提供了通过微生物的甲烷生成的原料。“在湿地系统中,树木将大量碳送入他们的根部,”Pangala说。这种称为无条质胶质的递送为甲烷产生的微生物提供了基本的原料,这些材料在树根中聚集。“Gauci说,”树是生物反应器“。“没有它们,即使在湿地,也可能少得多。”

许多树木,特别是在湿地外,也积极产生甲烷。一些甲烷来自树叶中的光化学反应。Gauci说,更多可能来自生活在树干中的微生物,本身就是生成甲烷。一些研究人员被称为Crypto-Wetlands或垂直湿地。

这些过程的规模仍然不清楚。但是,我们在学习的情况下,Covey说,树木和气氛之间的化学相互作用非常动态。“直到最近,在气候条款中,我们认为森林主要是碳汇,”他说。“现实是非常不同的,有更多的进展。”

并不是所有的行动都是坏消息。除了排放甲烷,树木还会吸收甲烷。事实上,同一棵树可能是净源或净汇,这取决于季节、它的年龄,甚至取决于你所谈论的树的哪一部分。许多火山在靠近其基地的地方排放甲烷,而在高空吸收甲烷。

迫切需要在温室气体排放库存中包括树排放。

Pangala说,底线是,几乎所有树木都可以发射和吸收甲烷。但发现净余额非常艰难,因为它会变得如此多。当然,甲烷只是树木在气候中的作用的更大图像的一部分。

“在更广泛的气候变化世界中,他们的益处几乎总是大大,”Pangala说。“即使对于个体树,与碳储存相比,甲烷元素通常会变得非常小。”除了储存碳,它们还会回收水分,产生阴影,刺激云层,保护生物多样性,并清洁空气。188金博网注册就送188

但潘加拉说,即使树木很少对气候“有害”,显然有些树木会比其他树木更好。因此,如果世界要开始一项可持续的重新造林计划,作为应对气候变化的一种手段,那么“让我们选择甲烷排放量较小的树木。”

她的前任公开大学的主管是在案件上。Gauci目前正在苏门答腊岛的印度尼西亚岛,与巨大种植园的业主生长在排水的泥炭沼泽上。干泥炭发出二氧化碳,以防止,印度尼西亚政府要求泥炭地特许持有人插入排水管并提高水桌。但是,Gauci的风险是,崛起的水域将引发涝渍树的甲烷排放爆发。他希望能找到树木和水平的完美结合 - 一个“最小化碳排放但避免甲烷炸弹的甜蜜点”。

甲烷,点燃着火,逃离了东部的杨树树。信用:橡木岭国家实验室

需要量化这种复杂的互动和权衡 - 以及寻找行星“甜蜜点” - 正在快速增长。有一个“迫切需要在温室气体排放库存中包括树排放,”2016年的科学家团队写道在杂志中科学报告。

柯维指出,如果各国政府和企业都在植树,并承诺通过增加吸收二氧化碳的树木来抵消其工业排放,从而履行减少温室气体排放的国际义务,就更有必要这样做了。如果树木的甲烷排放被忽视,气候效益可能会被夸大,他说:“危险在于,我们最终会在碳市场上用实际排放来换取感知到的抵消。”

“最终我们希望达到这种情况,如果你知道树木和水平和水的类型,我们将能够计算多少甲烷进入大气层,”Pangala说。但这仍然需要更多的科学,以及更多的数据。

本月早些时候,现在在兰开斯特大学的潘加拉和她年幼的儿子飞往墨西哥,准备将甲烷监测设备安装在尤卡坦半岛海岸沼泽的红树林上。“这将是一项艰巨的工作,”她在离开前说。“红树林很茂密。有蛇要对付。但它是潮湿的,有树。所以它们肯定会释放甲烷。唯一的问题是多少。”