全球氣候變化和亞馬遜森林砍伐之間的相互影響關系

朱正楷

摘要：亞馬遜森林是世界上最大的熱帶雨林，由于它每年所產生的氧氣達到全球所產生總量的三分之一，它被人們成為“地球之肺”。而自2015年以來，亞馬遜森林被非法砍伐，它的森林覆蓋率也從80%縮減到58%，森林的大面積流失不僅對物種保護方面構成了威脅，并且影響可能會影響全球的氣候平衡。另一方面，近幾年來的全球變暖，碳排放量增多無疑會給亞馬遜森林帶來更多的生存壓力，所以兩者的相互影響關系成為本文主要探討的對象。

關鍵詞：全球氣候變化 亞馬遜森林砍伐 氣候平衡

一、砍伐森林對于森林蒸發量的影響

亞馬遜森林是世界上最大的雨林，這片森林對世界氣候變化有極大的作用，因為其樹木所產生的氧氣和吸收的二氧化碳含量，來調節氣候的變化。亞馬遜流域森林的位置主要集中在巴西境內。巴西現有熱帶雨林220萬千米，這占據了巴西國土面積的25.8%。現如今巴西對于亞馬遜森林的砍伐率為2.8%，這已經超出了世界熱帶雨林平均砍伐率（1.8%）研究表明熱帶雨林的砍伐會對其后產生不良的影響。目前最有效的預測方法是采用大氣環流數值模式（GCMs）。之后Lean和Warrilow于1984年在英國的氣象局完成了亞馬遜流域森林毀滅模擬，從模擬結果來看主要是3個地面要素的差值較為明顯，毀滅實驗相較于控制實驗，它的地面溫度上升了2.5%，而蒸發程度和降水程度竟下降了接近30%。

森林的蒸發量主要因為兩個因素來體現：一是森林的植被覆蓋率，而是森林內部的水分條件決定。森林植被的大面積覆蓋率可以遮擋住陽光直射土地，從而減少森林的蒸發率。另一方面植物自身也有蒸騰作用以及對水分的需求，所以說蒸發量與植被覆蓋率有著直接的關系。由于保護不當，亞馬遜雨林因為非法砍伐植森林面積從80%下降到58%。到目前為止亞馬遜森林被毀面積達到了58.2萬平方千米。而且森林砍伐也會引起地面粗糙度和反射度的巨大變化。

粗糙度和反射度同樣也是引起降水量和蒸發量減少的重要原因，Lean做了兩個有關的實驗得出亞馬遜的反射率的增大是引起降水減少的主要原因，粗糙度的減小對蒸發量的減少和溫度的升高起到了重要的作用。這兩點原因的造成是因為反射度增大會有效的減少凈輻射和蒸散耗能量，這減小了對流性降水的水汽源，粗糙度的減小會導致下墊面的邊界層輻合的減弱，兩者結合就引起了降水，蒸發量的減小[1]。

雨林的蒸發作用對于地表水循環是非常重要的，一棵樹每天大約蒸騰760升水，而0.4畝雨林每天可以蒸發76000升水，這樣的蒸發量相當于是相同面積海洋的二十倍左右，亞馬遜森林所蘊含的淡水占據了整個世界淡水含量的23%[2]，加入亞馬遜森林沒有這些植物的蒸騰來補充降水量，那么它的整體的降水量會減少20%，這與亞馬遜近年來的干旱情況也有著一定的關系。

以上的實驗結論可以看出，亞馬遜森林被破壞時，當地的氣候就會變得更加干燥炎熱，并且減少降水量和蒸發量。對于全球的氣候變化而言，目前還沒有準確的預測，但是亞馬遜森林砍伐必然會增加二氧化碳的釋放，有證據表明合理的控制亞馬遜砍伐可以減少百分之三十的碳排放量，所以森林的破壞可能引發兩極的冰川消融，加劇氣候變暖。

二、砍伐森林速帶來的二氧化碳排放的不確定性

砍伐熱帶雨林的危害不僅僅停留在對于物種多樣性和當地氣候的一點，森林砍伐同樣造成大量二氧化碳的散射，這威脅著世界氣候。根據Intergovernmental Panel on Climate Change（IPCC）的研究，來自熱帶雨林砍伐所導致的二氧化碳排放量達到了世界人為二氧化碳排放量的6-28%。對于國際氣候條約來說，二氧化碳排放和移除溫室氣體兩者的不確定性會對它造成很大的影響。不確定性不僅僅會威脅了環境條約的功效，并且會影響到貿易系統功能的發揮。因此，確保有效監測二氧化碳和其他溫室氣體的排放量顯得格外重要。

在很多國家關于來自化石燃料使用時釋放的二氧化碳含量都是一個范圍值。有研究表明來自熱帶雨林砍伐所導致的二氧化碳大概在0.5到2.8 GtC/yr，而且來自巴西亞馬遜的數據也同樣是不準確的，這大概是150到280 MtC/yr。

為了去粗略的估計來自熱帶雨林看法所造成的碳排放，U. Martin Persson使用了Tier 1 誤差傳播方程。他們先假設森林砍伐的遠處遙感為95%CI，接著他們假定總體的AGB不確定值為55%（95%CI），[3]這與他們在其他文獻中發現的內容有著最高的匹配度。因為他們并沒有發現估計死亡生物量和地下生物量的錯誤，所以他們假設這個不確定性對于碳庫來說也是相同的。這樣的不確定性范圍于來自Annex I-countries的甲烷和一氧化二氮研究結果相似。

但這項實驗中他們忽視了生物量變化所帶來的不確定性。如果生物量變化僅僅存在于微生物層次，那么這樣的誤差可能就是很小的。但如果這樣的生物量變化發生在meso-scale，這可能就會引發極大的不確定性，那么這需要花費很多精力在抽樣上。研究者需要專注于減少這樣的不確定性，同樣減少來自砍伐森林的碳通量上的不確定性。

為了應對這樣的不確定性，巴西是第一個使用遙感技術來監測森林資源的國家。這對于保護亞馬遜雨林來說無疑是個好消息。的確巴西的監測項目表現出，這個方法是可以測量森林砍伐程度的，并且有著很高的精確度。雖然高精確度的land-cover和land-use maps能夠幫助國際的科學項目組織，但是這樣的國家性的監管項目還需要進一步的完善。因為國家需要更廣泛的測量碳儲存的機構，而他們中的數據都有可能構成的碳排放量不確定性的源頭。

三、干旱對于亞馬遜森林影響

（一）干旱對于亞馬遜森林影響

亞馬遜森林在2005年和2010年經歷了兩次干旱。在此之前人們總是把干旱看成一種自然現象，但是有證據表明對于森林的嚴重砍伐也是造成干旱的一種因素，這些森林砍伐已經顯著地變化了世界氣候。與此同時干旱也會降低亞馬遜森林對于碳含量的吸收問題。

一個國際研究小組對比了2010年中在干旱影響地區的樹木與未受影響的樹木生長速率，他們發現雖然那些植物的生長速率沒有明顯的變化，但是他們光合速率在十年之內變慢了10%。他們當時得出的結論是樹木更傾向于將有限的能量用于生長，而不是維持他們自身的健康問題。牛津大學接著和當地的學生、科研人員展開科研項目合作，歷時三年他們詳細記錄了大范圍檢測了完整的碳循環，最后發現未收影響地區的樹木光合速率沒有變化，但在六個受干旱影響地區的樹木有著顯著的光合作用速率下降。盡管受干旱影響地區的樹木生長率沒有變化，但樹木總體健康水平降低了。因此他們得出結論：盡管樹木的能源供給減少了（光、水分及養分供給均受到影響），但受干旱影響的樹木的生長速度沒有改變。如此維持生長是有代價的，這可能會引發樹木的死亡率的增加。

牛津大學的克里斯托弗·道蒂博士說過“我們首次證明嚴重的旱災可以使得植物降低光合作用吸碳的速率。碳吸收的減少并不會降低生產速率碳吸收的減少。碳吸收的減少并沒有降低生長率，但意味著樹木死亡率的增長。樹木的死亡和分解會導致大氣中二氧化碳濃度的增加，在熱帶干旱地區可能會加速氣候變化。”這就表明了干旱消弱了亞馬遜森林的吸碳能力，而吸碳能力的下降會危及到當地的氣候，甚至對世界總體水平的二氧化碳含量都有著影響。

（二）對于植被的影響

亞馬遜植被的改變主要因為幾個因素。森林的砍伐是其中一個關鍵的土地使用上的改變，這會通過改變地面表面反射率，粗糙度和蒸發量來影響能量的交換。超過百分之十五的原始亞馬遜雨林的砍伐，都會造成降水量以及地面溫度的巨變。而改變植物也會同樣改變原始森林的植被的性質，當百分之三十到五十的降水量都參與到亞馬遜的水循環中時，那么改變那些具有蒸騰特性的植物就會潛在地改變這樣的循環。熱帶森林的大規模減少主要是在21世紀，而這些減少主要是發生在亞馬遜的西南地區。

第二，亞馬遜東南地區的降水量減少了30%，并且它的東北和西南地區的降水量減少了40%。從這兩組數據中可以得知干旱季節的時間增長了大概四個月，并且從森林轉移到了熱帶草原地區。Lapola 在2009年將小于四個月的干旱季節定義成一個作為維持熱帶森林的臨界值，他甚至考慮到了carbon dioxide fertilization effect . 通過HadRM3P 和RegCM3 模型，研究者們發現，巴西東北地區正在從Caatinga 轉變到半干旱的情況，因為它們土壤中的水分流失。這兩個模型同樣展現出了巴西東北地區的熱帶森林，降水量和溫度上的增長。

四、結語

亞馬遜雨林所遭受的影響很大程度上都是由于人類活動破壞所造成的結果。同樣的，亞馬遜身為全世界最大，并且最重要的雨林生態圈，亞馬遜森林的破壞同樣會對全球氣候、環境產生重要影響。雖然巴西政府已經開始著手于治理森林砍伐問題，但是前幾年遺留下來的環境問題已經變得不容小覷，其對森林蒸發量，植被生長情況都有著很大的影響。誠然，亞馬遜雨林對當地氣候或者世界氣候都有著影響，但是筆者相信未來只要政府或者其他組織能夠加入到幫助亞馬遜雨林的行列之中，亞馬遜雨林的環境肯定能夠得到改善，從而改變到我們現今的生存氣候，環境。

參考文獻：

[1]陳萬隆.國外關于亞馬遜流域森林砍伐對氣候影響的預測[J].熱帶地理，1996，（04）：336-339.

[2]顏文洪.熱帶雨林：作用、危機及其原因[J]. 生態經濟，2003，（03）：226.

[3]石龍.干旱消弱亞馬遜森林的吸碳能力[DB/OL].中國氣象報社，2015，（22）.

（作者單位：重慶魯能巴蜀中學）