自然科普:一棵树究竟能固多少碳?不同树木本领大不同
来源:星空计划
发布时间:2023-03-28
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提到减碳,我们总能想到种树。那么一棵大树,是怎样帮我们固碳减排的呢?

我们知道,从一粒种子到一颗大树的生命周期过程大概要经历种子萌发—幼苗生长—植株成熟—衰老死亡等不同生长发育阶段。种子在适宜的环境条件下生根、发芽、长叶,变成根茎叶齐全的幼苗;幼苗的根吸收土壤中的水和无机物,叶片吸收CO2进行光合作用,积累有机物养料供自身细胞不断地分裂、生长,茎干变高、变粗,地上部分枝丫和地下部分根系都逐渐增多、占据的空间范围逐步扩大,生殖器官发育成熟,开始开花结果、产生种子,变成根深叶茂的大树;日复一日、年复一年的生长繁衍之后,成熟植株的长势逐渐衰弱,树体残败,最后衰老死亡,其枯枝落叶、茎干、根系残体被微生物等逐渐分解,又转化成为无机物,返回自然界,供其他植物重新利用。这是一个物质循环过程,地球上无数个这样的物质循环,汇合成生物圈总的物质循环。

这里,从种子到大树,是一个吸收固碳过程。苗木通过光合作用,依托光照能量,将从空气中吸收的CO2和从土壤中获取的水结合起来,转化生成糖分,释放氧气;这些糖分被输送到植物全身,糖分中的碳便被储存于整棵树木中,从根到芽,无处不有;而树木枯枝落叶中的碳,被分解后返回、储藏在土壤中,树体和土壤中固定的碳越来越多,植株变得粗壮、土壤变得肥沃,形成了良好的生长环境。从大树衰亡到种子,又是一个释放碳的过程。植物是大自然里的生产者,食草和食肉动物通过食物链取食,将植物储存的碳吸收转化到自己体内;动植物的呼吸和微生物对动植物残体的分解,又将它们吸收固定的碳以CO2的形式排放到大气中;没有被完全分解的有机残体被埋在地下或堆积在海底,转化成煤炭、石油和天然气,人类开采这些燃料,燃料燃烧,也向大气中排放CO2。可见,单株树木生命周期轮回是一个生物圈的碳循环过程,这种碳循环在自然条件下,一般都处于相对稳定的平衡状态。

红树林,配图来自于图虫网

有意思的是,树木的生命周期是可以人为积极调控的。通常树木的寿命就几十年到上百年,但在适宜条件下,有些树木也可以生长上千年,甚至更长,如:北京门头沟戒台寺里就有多棵千年的白皮松、油松、国槐、银杏树,我国现有大量的古树名木在各地健康生长。人们也可以通过合理规划、种植、抚育、采伐、管护等措施,有效提升森林和绿地质量,形成复层、混交、异龄、乡土、美观、稳定的生态系统,达成永续固碳的目标;通过科学绿化,不断扩大绿色空间面积、丰富结构层次、丰盈空间绿量,增加固碳效率。还可以充分利用采伐下来的木材生产家具、玩具、纸张等产品,利用修剪与管护后的枝叶、采伐与加工后的剩余物等生产有机肥料或生物质燃料,利用木竹产品替代排放量高的钢筋水泥塑料等材料,利用各类林产品便捷日常生活等等。多措并举,实现森林固碳、增碳、保碳、减碳效益。

从上面的介绍可以看出,树木、森林可以帮我们固碳减排。那么,单株树木又能固定多少CO2呢?研究发现,树木的固碳本领与遗传因素和生长环境条件密切相关。不同树种的固碳能力不一样,如:北京地区胸径20cm的侧柏、油松、桦木、刺槐、榆树,储存的CO2量分别为170.2、191.9、242.3、419.4、447.2千克;相同树种在不同地区、不同年龄阶段、不同生长环境条件下的吸收固碳能力也不一样,如北京的侧柏和上海的侧柏,幼年的国槐和成熟的国槐、山区森林中的杨树和城区绿地中的杨树等,生长速度和固碳效率都会不同。通常,树木生长得越快或者木材密度越大,相同年限中吸收固定的碳就会越多。

我国是全球恢复森林植被最快的国家,近40年大规模地植树造林和保护森林,不仅有效改善了生态环境,还大量吸收固定了大气中的CO2,为全球气候治理做出了巨大贡献。据测算,2020年,我国林草系统,包括:林地、散生木和四旁树、草地、湿地以及木质林产品等,总储碳量为885.86亿吨,位居全球第二位,仅次于俄罗斯。全球陆地生态系统每年大约能吸收固定30%人为活动排放的CO2,植树造林和保护森林是当前最具综合效益的碳中和实践途径。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者:何桂梅

审核:沈贵(中国林学会研究员)

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司



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