植树造林不可以减少温室气体排放说课材料

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植树造林可以减少温室气体排放,部分减缓全球变暖.

但最根本的办法还是要走低碳可持续发展之路.

少量的树木不会缓解温室效应的各个国家的科学家一致证实

当气温达到一定温度树木甚至会保留氧气排放二氧化碳

科学家正在寻求各种能遏制全球气候变暖的方法,其中之一是植树造林,以吸收空气中过量的二氧化碳。然而,一些科学家却认为,在大气中二氧化碳浓度升高的情况下,森林吸收二氧化碳的能力可能不像人们想像的那么强,仅靠种树并不能有效地遏制全球气候变暖的趋势。

亚马孙河流孕育着世界上最大的热带雨林。热带雨林不仅养育着数量庞大的的生物种群,每年还会吞噬全世界排放的大量的二氧化碳,并向大气中源源不断地供给生命赖以生存的氧气,因而素有“地球之肺”的美誉。随着人类活动排放的二氧化碳日益增多,人们寄希望于“地球之肺”,认为大气中二氧化碳浓度的升高会使热带雨林的树木生长得更快,从而将更多的碳固定在树木和土壤中。然而,巴拿马研究人员经过长达20年的研究发现,热带雨林并没有因为吸收了大量的二氧化碳而生长加速,反而生长得越来越慢。那么,人们是否真的高估了树木吸收二氧化碳的能力?

树木的固碳能力

树木能吸收人类活动排放的过量二氧化碳的理论,从提出至今已有数十年。早在20世纪60年代初,当人们发现大气中的二氧化碳浓度升高时,研究人员就指出树木能从大气中吸收过量的二氧化碳,并通过实验证明生长在室内的植物吸收了过量的二氧化碳后,生长速度比原来提高了40%。1995年,英国大气科学约翰·格雷斯进一步证实了这一观点。他在亚马孙热带雨林选取了一块面积为1平方公里的区域,进行了为期2年的观察研究。结果发现,这片热带雨林的空气中几乎没有二氧化碳。他通过计算得出,每平方公里的热带雨林一年可以吸收100吨碳,整个亚马孙热带雨林一年能吸收的碳的数量是惊人的。

然而,不是所有人都赞同格雷斯的观点。“我在广播里听到过格雷斯的名字,但我并不完全认同他的观点。”英国生态学家奥利弗·菲利普斯说道。那段时间菲利斯刚好在从事亚马孙流域植物生长速度的研究。他指出,植物吸收的碳含量并不等于植物的固碳量。树木在生长过程中,吸收大量二氧化碳的同时也会释放一定量的二氧化碳,例如它们通过呼吸作用产生能量、死亡或腐烂时都会释放一定量的二氧化碳。因此,要计算树木吸收二氧化碳的量必须测量这两个数值之差。事实上,通过光合作用,森林在吸收二氧化碳的过程中,只是将其中的一部分作为生长所需的能量储存下来。

为了验证格雷斯的理论,菲利普斯查看了20年来亚马孙热带雨林一些小范围内植物生长的历史记录。他在不砍伐树木的前提下测量树木的质量。结果发现,树木的总质量在增加,平均每平方公里森林内,树木一年内共吸收了71吨碳。

随后,菲利普斯又将研究范围进一步扩大到整个亚马孙流域,研究区域超过100个,最后推算出整个亚马孙热带雨林每年会吸收600万吨碳。根据这个结果,菲利普斯推断世界上所有的热带雨林可吸收人类排放的15%的二氧化碳,这将有助于遏制全球气候变暖的趋势。

树木生长正在减缓

那么,热带雨林真的能吸收那么多二氧化碳吗?2007年,美国热带生态学家肯·菲利在一份报告中指出,树木的生长正在减缓,即使栽种更多的树木也改变不了现状。菲利在在巴拿马和马来西亚的热带雨林中选择了共计50

万棵树木,观测它们的生长趋势。他对比了5年间树木的直径,惊奇地发现,在巴拿马,树木的生长速度比过去20

年减缓了25%;而在马来西亚,树木的生长速度在10年之内就降低至这一水平。

这是不是意味着格雷斯和菲利普斯的结论都是错误的?“我认为他们的结论都是对的。”菲利说,“目前我们惟一能得出的结论是,热带雨林的不同区域情况是不一样的。但总的来说,气候变化正在使热带雨林的固碳能力下降。”

菲利承认,在他的实验区域中,气候变暖、降水量减少、多云天气增多是导致树木生长的原因。不过,哥斯达黎加的一对科学夫妇进行的类似研究为菲利提供了重要的线索。这对夫妇从1984年到2000年,在气候较热的年份,树木的生长就明显减缓,尤其和黑夜最短的那段时间的温度有关。夜晚越热,树木生长越缓慢。

这一发现有助于解释菲利的结论。树木的生长与碳吸收率不仅取决于树木通过光合作用固定碳的数量,还取决于糖分转换为二氧化碳的数量,即释放到空气中的二氧化碳的量。这对科学家夫妇推测,温度升高可能加速树木在夜间的新陈代谢而导致消耗更多的糖分,最终导致白天树木很难进行光合作用。这对于人们依靠树木来吸收二氧化碳而言,无疑是个坏消息。

气温升高限制树木生长

气候变暖不仅使植物的呼吸作用加快,还使植物的光合作用减慢,以致它们不能吸收更多的二氧化碳。一个由巴西科学家和美国科学家联合组成的研究小组发现,目前的气温已经快接近热带树木能够容忍的温度极限。两年前,这个研究小组开始在巴西热带雨林研究植物的光合作用与温度的关系。他们发现,当树叶温度升到33摄氏度,光合作用的速度开始减慢;当树叶温度达到36摄氏度,光合作用停止,关闭气孔以避免水分过度损失。吸收二氧化碳的任务主要由树冠顶端的树叶来完成,而这部分树叶表面的温度通常在正午就达到了这一极限值。

现在,研究人员还不清楚植物停止光合作用是否会限制树木的生长,因为树木即使在适宜的温度下也不是全天24小时进行光合作用。但是,如果温度持续升高,当达到某一温度时,必然会限制树木的生长。

由此可见,如果气候持续变暖,树木将停止生长,甚至死亡,并释放大量二氧化碳。到那时,树木将无法帮助人类吸收大气中过量的二氧化碳。不过,这一现象目前还未发生,除非全球气温再升高2摄氏度。目前,我们无法确定这一现象何时会发生,但情况不容乐观。根据国际权威机构预测,到2100年全球气温将上升大约1.4~5.8摄氏度。

不确定因素影响碳吸收

热带雨林除了受到气候变化的影响,还受到飓风、火灾等灾害的影响,造成树种发生变化,进而影响吸收二氧化碳的能力。假如菲利普斯选择选择的观测区域恰好在最近100年间发生过巨变,那么他所观测的结果是由树木种群的变化所引起的,而不是因为气候变化所引起的。相反,如果它们生长缓慢是因为树龄太大而导致的,而不是气候变化所引起的。同样菲利在巴拿马和马来西亚进行的为期10~20年的研究也存在问题。树木测量仅每5年进行一次,因此所显示的温度变化与生长缓慢的关联并不具有代表性。

目前,科学家正试图消除一些不确定因素,从而进一步分析树木生长的数量在减少,某些地区树木的数量在增加,而某些地区树木的数量保持不变。可见,树木生长缓慢慢并不意味着森林种群在减少。也就是说,种群的数量不仅取决于树木的生长速度,还取决于树木的死亡速度。

由于气候变暖、大气中二氧化碳含量增加,亚马孙热带雨林脆弱的生态环境会发生改变。大气中二氧化碳含量增加导致树木相互吸收阳光、水分以及土壤中养分的“竞争”。由于高大树木在“竞争”中有优势,因此它们的生长速度不断加快,而矮小树木的生长速度则减缓了。这些都将影响亚马孙热带雨林吸收二氧化碳的能力。

总之,随着大气中二氧化碳含量的增加,树木不再像人们通常认为的那样能够有效地吸收人类排放的大量的二氧化碳。但是,因为森林的固碳能力远比其他植被要强得多,所以我们不应该放弃保护热带雨林、放弃植树造林。只是,我们不应该指望那些树木去创造奇迹。

二氧化碳增加对农业生产的有利影响

大气中CO2浓度的增加是目前人类关注的重要问题之一,当前讨论最多的是“温室效应”产生的负影响。本文将从另一侧面讨论二氧化碳增加带来的有益效应。

使农作物光合产量增加

CO2是光合作用的原料,大气中CO2的浓度对光合作用影响强烈,有时起限制因子的作用。植物对CO2吸收利用具有补偿点和饱和点。CO2补偿点是植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时,环境中CO2的浓度。各种植物的补偿点不同,玉米、高梁、谷子等C4植物的补偿点一般小于10ppm称低CO2补偿点植物;小麦、水稻、棉花、大豆等C3植物的补偿点为40~150ppm,称为高CO2补偿点植物。当大气中CO2的浓度超过CO2

补偿点后,随CO2浓度的增加,光合强度将不断增强;当CO2浓度增加到一定限度,植物的光合强度不再增强,这时环境中CO2的浓度称CO2饱和点。大气中CO2的浓度超过饱和点以后,将引起原生质中毒或气孔关闭抑制光合作用的进行。农作物光合作用CO2的最适浓度为约1000ppm,现在大气中CO2的浓度约为350ppm.大大超过补偿点而远离饱和点,CO2浓度的增加,必定加快光合作用的强度,增加农作物的光合产量,从而加快植物生长。

使农作物适应和抵抗不利因素的能力增强

大气中的CO2通过气孔进人叶面时,水分子也乘机跑了出来,据分析叶面每吸收一个CO2分子,就要消耗100~400个水分子。当大气中CO2大量增加时,气孔只要微微张开,就可以吸收到足够的CO2,这样水分蒸发量将大大减少。实验证明,在一定范围内CO2对光合强度的影响大于光照、温度、水分、矿物元素等条件的影响。因此,大气中CO2浓度的增加,可增强作物对低温、低光照、干旱、土壤盐碱化、空气污染等不利因素的抵抗能力,城区的植物在不利的生态环境条件下,所以能茁壮成长,也与城区大气中CO2浓度较高有关。

减少农作物光合产物的消耗

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