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全球汇 | 植树是解决气候变化的办法吗?

江北 国际城市规划 2022-07-09


一定系统(如森林、草地、城市公园或农田)内,碳输入与输出相等,可认为是达到了碳平衡的状态。输入包括木质生物量和落叶、树枝和土壤有机质,输出包括树木呼吸以及土壤有机质和收获的生物质的分解[1]

在加拿大2019年的联邦选举中,关于碳决策几个细节的讨论表明加拿大人打算每年栽种数百万棵树来应对气候变化【现任加拿大政府上台以来已经栽树6亿棵,是竞选宣言的数倍。捐献网站(5加元一棵树)一度因过载而停摆】。这一想法在世界各地的头条新闻中得到回应,引发了许多林业、风景园林、规划和工程专业人士的好奇。此后,相关专家曾在多次国家级和国际会议中讨论利用植树来应对气候变化的机会和障碍。
 
首先我们需要了解,加拿大森林覆盖率高达49.24%(图1,图2),加拿大人对自己国家丰富的天然森林资源十分珍惜。 


图1  阿巴拉契亚山脉最北部冰川岩壁形成的格罗斯莫恩国家公园(Gros Morne National Park)的西部峡湾(Western Brook Pond Fjord) 

图2  北美大陆的成熟森林主要分布在寒带(绿色部分)
资料来源:参考文献[2]
 

树木的确发挥着多种重要的自然调节作用,包括: 

  • 减轻土壤侵蚀和分解,改善水渗透,支持新植物生长,贡献碳封存*(carbon sequestration,又称碳收集、碳储存)
  • 提供审美价值,以及遮阳、降温和避风场所;
  • 为林下和地被植物创造生长的机会,即完成生态系统所需的营养层,并为鸟类、野生动物和有益昆虫提供栖息地和食物。 
* 过多碳排放是气候变化的元凶,碳封存指捕获大气中的CO2并将其中的碳安全存储,从而减少大气中的总碳量。自然界中的一部分碳被树叶和枝干吸收并输送到地下,支持植物根系和微生物的生长,这一过程就是植物的“碳封存”。

然而,以植树造林来缓解气候变化,特别是实现碳封存,并不像听上去那么简单。虽然植树有助于人们适应不断变化的气候,但如果加拿大人过分关注这一解决方案,可能导致他们忽视更加重要的因素和更为可行的解决办法。
 
植树是个很有吸引力的解决方案,因为随着树木的生长,它们会吸收大气中的碳。最近的研究发现,加拿大成熟的北方寒带林的土壤中,储存着这片森林50%~70%的碳储量[2],这些碳被储存在根和与根相关的微生物和真菌中(图3)。

图3  树木捕获CO2并减少大气中CO2浓度的过程
资料来源:参考文献[1]
 
人们常常认为,森林的碳封存主要作用在树木的枝杆菌和树叶中,这倒不假,然而随着树木生长,会有部分碳在树木呼吸和土壤有机质的分解中释放回大气。因此,真正贡献碳封存和碳平衡的,是那些以慢生林为主的成熟森林。
 

科学研究表明,树木吸收碳的能力有差异,吸收率取决于许多因素,主要包括以下几方面。


(1)树龄与体形 

一般来说,树木的碳捕集与碳封存能力随着树龄和大小的增加而增强。幼树在快速生长期间,同时伴随着剧烈的碳封存和碳释放,两者相抵,使得碳封存能力有限;而老树拥有发达的根系,更有利于在其根部及其周围微生物和真菌的碳封存。

 

(2)树木的生长环境 
相较而言,生长在开阔地带、阳光充足的树木能比局促、荫蔽地带的树木更快地吸收碳,因为后者要与邻居争夺空间和阳光。
 
(3)森林类型 
总体来说,那些用于木柴或堆肥的零散速生树木基本没有固碳价值;可用作建材的、生长期在30年以上的森林才有碳封存功能。
 
(4)考虑程序的整体碳平衡(这一点在涉及城市树木时尤其重要) 
2019年的一项研究确定了与城市树木相关的高碳成本,包括苗圃生产、运输、种植、灌溉、修剪、移除和处置,这些活动都伴随着碳消耗,因此树必须活到26~33年才能达到碳中和[3]。虽然北美的私人城市花园和公园中的树木通常可以活到30岁以上,但典型的城市行道树却不能。因此,城市行道树并不具有作为气候变化解决方案的潜力【城市行道树的主要价值主要体现在遮阳、吸附尘埃净化空气、为小型生物提供庇护所,以及它们的美学价值。它们的长期固碳价值值得怀疑】
 
现任加拿大联邦政府的目标是在未来十年内栽种20亿棵树,预计到2050年温室气体排放将减少1200万吨。加拿大有3.47亿公顷的森林,大部分位于偏远和人口稀少的地区,尚未受到经济发展或农业的影响。其中6200万公顷属于原始森林(约占森林总面积的18%)。尽管卑诗省的森林目前看起来很稳定,但它们将越来越多地受到气候变化的影响,从而影响其固碳能力。
 
可以预见的是,沿海森林会遭遇更多数量、更强烈的风暴,从而增加它们对火灾、疾病和风灾的敏感性。由于夏季干旱的增加,南部内陆较干燥的地区可能会遇到森林再生问题。林木生长率也将受到更适合气候变化和物种迁移的新物种竞争加剧的影响。这些问题很少在媒体上出现,可能导致公众对植树这种看似直截了当的解决方案过于乐观。
 
如果认为植树是一种高效的解决办法并简单地加以推广,那么植树就会成为新问题,并使其他能解决具体环境问题、具有更大潜力的行动黯然失色,例如采取大胆和迅速的步骤来减少毁林和温室气体排放。
 
鉴于树木只有在至少存活30年或可用作建材的情况下才有助于应对气候变化,我们必须更仔细地研究它们在气候变化解决方案中如何发挥作用。简单地说,在城市环境里植树通常并非出于固碳的目的,而人工管理的森林是为木业而种植的,可能等不到30年就被砍伐,这些植树计划都不能作为应对气候变化的方案。
 
另外,在未来几年里引进数百万乃至数十亿棵树也不是一件简单的事。若没有基于科学的方法、长期的管理计划和适应性的监控,这种努力注定会让人失望。
 
加拿大致力于实现《巴黎气候变化协定》所承诺的目标,对此,加拿大科学家和专业人士正在努力实施“加拿大能源战略”。国家层面的战略决策有助于更科学地指导植树计划。同时,加拿大致力于减缓气候变化影响,例如侧重于减排的“泛加拿大清洁增长和气候变化框架”(PCF: Pan-Canadian Framework on Clean Growth and Climate Change),力图通过增加森林、湿地和土壤中的碳储量来减缓碳排放的影响。
 
然而,加拿大需要通过深思熟虑、持续不断的探讨来避免无效的植树方案。在应对气候变化方面,植树很可能会发挥作用,但也要竭力避免将植树的潜力过于简单化。
 
简言之,植树对于增强生态复原力而言,提供了很有吸引力的解决方案,但我们不应认为它是解决气候变化的有效办法。
 

参考文献

[1] Board of water and soilresources. Carbon sequestration in forests[EB/OL]. [2021-02-04]. http://bwsr.state.mn.us/carbon-sequestration-forests.

[2] 8 facts about Canada's boreal forest[EB/OL]. Government of Canada. (2020-07-16)[2021-02-04]. https://www.nrcan.gc.ca/our-natural-resources/forests-forestry/sustainable-forest-management/boreal-forest/8-facts-about-canadas-boreal-forest/17394.

[3] Trees for Energy Conservation. Urban forestry and carbon storage[EB/OL]. (2019-09-10)[2021-02-04]. https://trees-energy-conservation.extension.org/urban-forestry-and-carbon-storage/.

[4] WINDJACK B, CALLIHOO C, HANACEK M, et al. Is planting trees the solution to climate change?[J]. Planning West, Fall 2020: 24-26.


作者:江北,加拿大英属哥伦比亚大学交叉学科博士,美国伯克利大学城市设计硕士,独立学者兼设计师,可持续生活倡导者。个人公众号“布拉格向北”(UrbanistVancouver)

 

延伸阅读
适应气候变化的空间规划研究进展:内容和方法
城市生态与全球变化
道路和道路的主要生态影响

编辑、排版 | 张祎娴


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