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西伯利亞持續升溫苔原消失是否已成定局﹖
由草甸﹑苔蘚﹑灌木和地衣覆蓋﹐苔原的生長季節十分短暫﹐據學者預測﹐即便在最理想的情況下到2050年也將有三分之二的苔原景觀徹底消失在人們的視野中﹐完整的凍土層將縮減為相距2500公里的兩個部分。此外﹐隨著苔原凍土層的消融﹐儲存在其中的大量溫室氣體將進入大氣層﹐有可能進一步加劇全球變暖。
生態學家﹑森林建模員斯特凡·克魯斯(Stefan Kruse)來自德國不來梅港的阿爾弗雷德·韋格納研究所(AWI)亥姆霍茲極地和海洋研究中心﹐他告訴《科學在線》(Live Science)﹐「苔原將以驚人的速度被森林取代。」他表示﹐苔原的消失不僅對生物多樣性和人類文明來說是一種損失﹐同時也可能加劇北極地區的氣候變暖。
在近幾十年的時間裡北極地區的氣候顯著變暖﹐其速度大約是全球其他地區的兩倍。美國國家冰雪數據中心(NSIDC)的數據顯示﹐從1960至2019年﹐整個北極地區的氣溫上升了近攝氏4度。升溫導致海冰覆蓋率降低﹐這對北極大陸造成了影響﹐後果之一便是西伯利亞落葉松林的北移。
森林將以多快速率取代苔原生態系統中的草甸和灌木﹐這一問題的答案尚不明晰。克魯斯指出﹐在全球範圍內林線對氣候變化的響應程度並不一致。林線在部分地區向北延伸﹐在部分地區維持不變﹐而在某些區域﹐林線甚至在向後回撤。此前針對西伯利亞苔原的研究多數在小範圍內開展﹐然而基於地理位置的差異﹐情況將會有所不同。
目前﹐克魯斯與同樣來自阿爾弗雷德·韋格納研究所(AWI)的同事烏爾里克·赫爾舒茨(Ulrike Herzschuh)教授合作創建了一個計算機模型該模型能夠對綿延4000公里的西伯利亞平原進行全面評估。在這個模型中﹐每一棵樹的生命週期都被納入考量﹕從樹木種子能夠傳播的距離到與其他樹木競爭時的生長能力﹐再到基於溫度﹑降水及苔原地區永久性凍土夏季融陷性的生長速率。
研究表明﹐一旦林線由於氣候變暖而北移﹐這一進程就會非常快﹐即使氣溫有所回落﹐森林也不太可能再次向南回撤。如果2100年碳排放量減少至零﹐全球範圍內的升溫控制在攝氏2度以內﹐在這種假設下﹐到2050年﹐僅有32.7%的西伯利亞苔原景觀能夠被保留下來﹐形成兩個「迷你苔原」﹐分別位於遠東的楚科奇和遠北的泰梅爾半島。
然而﹐如果不能立刻採取行動﹐西伯利亞苔原的未來將遠比上述情況更加黯淡。在更為現實的假設中﹐碳排放量直到2050年才開始降低﹐如果2100年碳排放能夠減少一半﹐到2050年﹐西伯利亞苔原景觀會縮減至當前的5.7%﹐落葉松將覆蓋其上﹐原有的生態系統會消亡。
有學者在期刊《eLIFE》中表示﹐在更溫暖的全球氣候影響下﹐林線北上可達30公里。當森林取代苔原之後﹐如果氣溫再次降低﹐將會發生什麼﹖克魯斯和赫爾舒茨對此進行了測試﹐發現林線並不會以最初北上的速度迅速回撤。克魯斯說﹐森林一經發育成熟﹐就具有很強的生命力。
根據克魯斯解釋﹐這項研究並未直接模擬苔原地區的生物(如馴鹿)將受到何種影響。不過隨著苔原一分為二﹐雜交的可能性將被切斷﹐對於物種生存而言是一種考驗。馴鹿(即北美馴鹿)每年自北向南遷徙﹐而後再回到北邊。森林的擴張對它們的遷徙有何影響﹐又將如何改變這一物種的生存方式﹐目前還沒有人能給出答案。
苔原的消失對人類也能產生具體的後果﹐比如以涅涅茨人為代表的土著文化﹐他們居住在西伯利亞西北部﹐通過放牧和狩獵馴鹿維持生計。「這種文化在一定程度上依賴於苔原﹐」克魯斯說﹐「它的消失將是人類文明的重大損失。」。
此外﹐苔原消失對未來的全球變暖有什麼後續影響﹐也仍然有待解答。理論上來說﹐高聳的樹木取代草甸上叢生的苔蘚和灌木﹐有可能讓情況變得更糟。克魯斯說﹐由於白雪皚皚的苔原具有比落葉松樹冠更淺的顏色﹐森林能夠吸收的熱量會比苔原更多﹐因此會以更快的速度讓北極地區更加炎熱。根據美國國家冰雪數據中心(NSIDC)的數據﹐這些額外被吸收的熱量可能加速苔原永久性凍土融化的速度﹐加劇深層凍土的消融﹐從而釋放出儲存在其中高達1400億噸的溫室氣體﹐以及此前處於長期冰凍狀態下的微生物和病毒。
克魯斯補充道﹐取代苔原的可能不止是落葉松林。愈發炎熱的夏季讓永久性凍土層的融陷越來越深﹐漸漸地常綠樹木也會遷入苔原地區﹐相較於落葉松林﹐全年常青的樹葉將吸收更多熱量。針葉林南側的溫度已然高於北部地區﹐如此一來將進一步升溫﹐導致乾旱和山火﹐將更多的碳排放送入大氣層中。
這些研究發現為推進嚴格的化石燃料減排計劃提供給了令人信服的理由。同時研究中所使用的模型也可以用於定位西伯利亞苔原中最具生態彈性的區域﹐克魯斯認為﹐這些區域能夠優先成為保護性投資的對象。克魯斯說﹕「最優的選擇是減少全球範圍內溫室氣體的排放﹐從而減輕苔原地區所面對的壓力。如果這一舉措無法實現﹐那麼﹐對物種進行保護無論如何都是有必要的。」。
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