热带树木正在加速死亡 新的罪魁祸首是雷暴

虽然长期以来干旱和高温一直被认为是罪魁祸首，但科学家们现在认为，快速猛烈的对流风暴——伴随着闪电和破坏性强风——可能是造成一些雨林高达60%树木死亡的原因。随着气候变化，这些风暴变得越来越频繁，研究人员表示，它们对森林稳定性和碳储存的破坏程度可能比之前认为的更大。

热带树木的死亡速度比以往任何时候都快，这可能会扰乱地球的气候引擎。森林砍伐仍然是罪魁祸首，但即使是未受破坏的雨林也在以惊人的速度减少树木。长期以来，科学家们一直将其归咎于干旱、气温升高和火灾，但由卡里生态系统研究所的森林生态学家埃文·戈拉领导的一项新研究强调了另一种力量：普通的雷暴，在全球变暖的背景下，雷暴现在变得更加频繁。

这些短暂的对流风暴与蔓延的飓风或气旋截然不同。它们爆发迅速，用猛烈的风抽打树冠，并释放出可以在几秒钟内折断高耸树干的闪电。戈拉和同事在《生态快报》上撰文指出，此类风暴可能是树木死亡率上升的主要原因，它们会剥夺森林储存的碳，并重塑生物多样性。

“热带森林对全球气候有着巨大的影响。它们就像地球之肺，我们看到热带森林里的树木死亡速度比过去更快，森林的构成也在发生变化，”戈拉说。“这不仅对热带森林的未来，而且对地球的未来都可能造成严重问题。”

多棵树木遭雷击损毁。图片来源：Evan Gora/卡里生态系统研究所

雷暴威胁揭晓

了解导致树木死亡趋势的原因对于指导决定在森林中种植或保护哪些树种至关重要，这样森林管理者才能确保森林在未来很长一段时间内继续繁荣并储存碳。

“在热带风暴期间待在森林里的感觉令人难忘，”本文合著者、卡里研究所戈拉实验室的森林生态学家瓦妮莎·鲁比奥说道。“随着风暴迅速形成，天空变暗，湿度急剧变化，强风摇晃树木。然后，雷电交加。树叶和树枝掉落到地上，大雨倾盆而下，你的本能就是尽快返回野外站。”

尽管风暴对人类的危害显而易见，但它作为树木死亡趋势的潜在元凶却一直被忽视，研究也不足。但当研究小组重新分析了先前关于热带森林碳储量的研究数据时，他们发现，风暴在解释树木死亡和森林碳储量模式方面至少与干旱和气温一样有效。

卡里研究所森林生态学家埃文·戈拉站在一棵被雷暴风吹倒的树根旁。图片来源：史蒂夫·亚诺维亚克/路易斯维尔大学

暴风雨使干旱成为致命因素

“我们惊讶地发现，风暴可能是导致这些森林树木死亡的最大单一因素，而热带地区碳储量研究却在很大程度上忽视了风暴，”戈拉说。“我们的估计表明，风暴在过去造成了30%到60%的树木死亡，而且随着风暴活动每十年增加5%到25%，这个数字肯定还在增加。”

该团队还在迄今为止规模最大的基于样地的森林生物量碳动态研究中加入了风暴。该研究此前的结论是，当温度超过某个阈值时，热带森林的碳储量会快速下降。“但当加入风暴时，这种关系就消失了，”戈拉说。“这基本上表明，必须将风暴纳入研究范围，否则可能无法得到正确的答案。”

科学家们指出，风暴和干旱并非互相排斥——同一片森林可能同时经历高强度的风暴活动和干旱胁迫。他们发现亚马逊南部地区对流风暴活动活跃，那里的缺水胁迫也很高，变化模式也极为极端。

多棵遭雷击的树木——树顶视图。图片来源：Evan Gora/卡里生态系统研究所

利用科技追踪微小风暴

“在我研究热带森林面临的威胁期间，我的教授、教科书，甚至整体气候政策从未提及小型对流风暴是森林死亡的潜在原因，”共同作者、卡里研究所戈拉实验室的森林生态学家伊恩·麦格雷戈说道。“我不记得在用于指导气候政策的全球气候模型中看到过它们。然而，鉴于我们的研究结果，我们显然需要更深入地了解这些风暴，以便获得更准确的气候模型，从而制定更有效的政策。”

科学家们迄今为止忽视风暴是有充分理由的。温度和水分胁迫可以通过气象站监测，并很容易与长期森林样地数据联系起来。而探测风暴并追踪其高度局部化的破坏则要困难得多。雷暴造成的死亡人数不易通过卫星探测到，而且徒步研究人员无法频繁地勘察大片森林区域，从而确定特定风暴造成的破坏程度。

由戈拉和伯明翰大学的合著者阿德里安·埃斯基维尔-米尔伯特（Adriane Esquivel-Muelbert）领导的“Gigante”项目提供了一种克服这些挑战的方法。该项目结合了闪电定位系统、无人机侦察和实地专家，对大片热带森林进行频繁采样。借助这些工具，他们开始量化热带树木死亡的时间、地点和原因，以及哪些物种受影响最严重。

树木折断，风暴破坏。图片来源：Evan Gora/卡里生态系统研究所

指导重新造林以提高复原力

了解热带森林当前和未来面临的威胁对于长期保护和恢复工作至关重要。

戈拉说：“如果我们对树木的真正死亡原因以及哪些树种最脆弱，基于错误的认识来决定种植或保护哪些树种，那么这些森林就无法充分发挥其潜力。” 风暴对成熟树木的危害最为严重，因此，错误的重新造林措施的后果可能要到树木种植数十年后才能显现。

“然而，”戈拉继续说道，“如果我们能够更全面地了解推动森林变化的因素，我们就能更有信心地指导森林管理实践，实现长期可持续发展。”

编译自/scitechdaily