作者是基塔·麦克森，罗格斯大学

信用:CC0公共领域

根据罗格斯大学领导的一项研究，亚马逊低地雨林的一部分——对吸收二氧化碳和缓冲气候变化至关重要的地区——可能会随着时间的推移演变成干燥的草原。

该报告发表在美国国家科学院学报描述了对雨季洪水和干旱交替发生的新理解旱季称为双重压力，可以限制森林建立和青睐短命草种。

“因为对未来的预测气候表示一个更干燥的气候对于热带地区来说，知道今天的森林将在哪里以及如何变成稀树草原，将有助于我们预测未来碳循环可能会改变，加剧变暖，”第一作者卡伊奥·马托斯说，他是罗格斯大学文理学院地球和行星科学系的博士生，进行了这项研究。

“我们发现，亚马逊雨林的几个区域，以前被认为是受保护的，将面临向类似热带草原状态转变的风险。”

亚马逊地区有助于稳定全球气候，储存了大约1230亿吨碳根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据，地面以上和地面以下。研究称，在“草原化”过程中失去树木意味着亚马逊储存碳的能力可能会受到影响。

这些发现有助于解释为什么森林和稀树草原可以在今天的相同气候下共存，森林占据稳定的洪水淹没区，如亚马逊内陆的大片沼泽森林，或者稳定的干旱区，如排水良好的高地森林。

这意味着，在预计更加干燥的未来气候下，一些被永久淹没的亚马逊低地将开始“感受”干旱期，使森林遭受双重压力或亚马逊中心地带的稀树草原条件。

“这项研究展示了水文学在解释植被生态系统的结构和功能方面的力量，”罗格斯大学艺术与科学学院地球和行星科学系教授、该研究的合著者樊婴·赖因费尔德说。"我们认为，全球变化研究可以从更加关注水文变化中受益."

赖因费尔德说，这些发现与大多数关于亚马逊未来的研究结论形成了对比，这些研究的结论是，这种森林-稀树草原的转换很可能局限于亚马逊的一个地区——更干燥的南部地区。

森林被定义为以树木为主的陆地区域，其特点是树冠茂密。稀树草原是一个混合的林地-草地系统，树木的间距足以让阳光促进草的生长。

海洋和森林代表了地球上两个最大的天然碳“汇”或吸收器。树木在光合作用中吸收空气中的碳。稀树草原虽然是生物多样性的重要来源，但每英亩储存的碳要少得多。

科学家们几十年前就知道，亚马逊的边缘正受到人口压力和自然灾害带来的森林砍伐的威胁气候变化。这项研究揭示了一种可能影响亚马逊内陆的机制。

“我们发现洪水是关键，”马托斯说，他现在是普林斯顿大学的博士后研究员。“在景观的某些部分，地下水在太浅——淹没树根——和太深——剥夺树根水分之间波动。这种双重压力只有稀树草原植物物种才能忍受。森林只有在稳定的高地(从不被洪水淹没)或稳定的低地(经常被洪水淹没)才能茁壮成长。”

为了得到他们的发现，科学家们求助于水文学，研究陆地上地球水的性质。为了模拟亚马逊地区目前的水循环，他们采用了一个复杂的计算机模型，本质上是一系列代表各种水文条件的方程——包括河流高度、土壤湿度和蒸发率。

接下来，他们使用联合国政府间气候变化专门委员会(哈德利中心模型)的科学家提供的数据，使用2090-2100年的气候预测运行计算机模型，以绘制可能从永久洪水变为双重压力的区域。

对目前表示和未来水文压力模拟的比较显示了对几个生态关键地区的影响。亚马逊地区内陆地区的洪泛区森林，如亚马逊州以及马德拉河和内格罗河上游的洪泛区森林——被认为是世界上生物资源最丰富的洪泛区森林——可能会受到影响。

秘鲁的大面积泥炭地，另一个有效吸收碳的地区，也可能被改变，导致分解和随后的碳释放二氧化碳进入大气层，加速变暖。

更多信息:卡伊奥R. C .马托斯等人，水涝和干旱的双重压力驱动森林-稀树草原共存，美国国家科学院学报 (2023). DOI:10.1073/PNAS。56676.86868686666

期刊信息: 美国国家科学院学报