我相信應該不少朋友看到環資今天的新聞囉~

科學家推翻假設!樹木越老長越快 固碳力更佳
http://e-info.org.tw//node/96989

環境資訊中心是個很有理想的團體,也是環境資訊傳播很重要的推手,辦公室就在我家附近,而且前幾個禮拜我才剛跟環資的夥伴一起玩遊戲;因此我對這個組織是很敬重、喜愛的!

不過這篇報導的方式顯然需要再改進,若只是把外電的報導翻譯一下就丟出來……

真的很容易造成不必要的誤解和爭論,也真的會引起一些關心不同議題的朋友們筆戰XD

沒關係,這個時候我們這些研究生就要派上用場了……

 

首先我們要弄清楚一切的來源

就是一篇Nature的文章,Nature是自然界很重要的期刊,所以這份研究報告當然也是非常有份量的;期刊的原文可以在網路上下載,不過一份要價不斐;但感謝學校的學術資源,讓我們能夠藉由研究國際期刊,瞭解國際研究的動向(在此順道請大家多多善用學術資源,不然學校買期刊花很多錢沒人看……)。

這篇文章叫做

Rate of tree carbon accumulation increases continuously with tree size
(http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12914.html)

翻譯成中文是:隨著樹木大小持續增加的碳累積率

注意!這裡講的大小是Size,不是Age;一開始文章就不是以樹齡為研究主題,而研究團隊所採用的數據是樹木的「直徑」與「生長率」,與樹齡沒有關係。

取得了全文後,就像讀一般Paper一樣;不過登上Nature的文章,通常不會是艱澀難讀,也不是長篇大論的。

所以我就簡單就論文做個大概描述,有需要的人(例如要寫論文或相關研究)請自行利用學術資源或付費購買全文,支持研究者的研究與期刊的發行。

其實這篇文章的目的,是為了填補學術研究的空缺;這個空缺就是:長期以來我們沒有針對樹木的尺寸大小與碳累積率做全球性的研究(就是沒有人做過的意思)。

因此研究團隊研究了403種樹種,總共做了673,046棵樹木的研究,得出的關鍵就是樹的大小增加越多,碳累積率就越高;其實本來就是這樣啊,只是透過研究可以更確定這個事實,是相當有學術貢獻的!

而研究團隊在本次的研究中,選取的403種樹種條件是:最大樹幹直徑必須大於100cm;也就是全部都是大型樹種的意思,這些樹種高達94%的還在不斷的增加質量(活著、持續生長)。

研究結果則顯示,這些大型樹木(不是老木)在全球各地都在快速增長,而且是一個現在進行式。

但有兩個有趣的下降狀況:

1.葉的增長效率會下降

2.群聚樹木的生長量會下降

研究指出,樹葉的增長率下降並不會影響樹木的碳累積率;而通常樹木會藉由增加葉面積來達到碳累積率的增加(例如徒長之類的)。

比較重要的是第二個,研究也指出,同齡林分的樹木可能會隨著體積增大而生長率減少;這其實超過研究範圍(因為研究是針對大型樹木的單木研究),但研究團隊仍然把這個因素列出來,也就是當齡林分生長到彼此開始壓迫的時候,生長就會減緩;因此需要藉由一些樹木的死亡,來換取降低林分密度,以及提高樹木生長空間;進而使得林分的生長效率提高。

此外,文章也提到樹木的繁殖期(開花結果什麼的),不足以影響到樹木的生長率。

最後則提到,本文有助於瞭解樹木的生命史和老化,但並沒有詳細解釋樹木老化的問題,似乎是留了一些問號。

結論則是以美國為例,直徑100cm以上的大樹雖然只佔了6%但貢獻了森林生長量的33%;因此,大樹的保護很重要。
(經留言提醒,原文提到此段為以"美國老熟林為例",老熟林中直徑100cm以上的大樹雖然只佔了6%但貢獻了老熟森林生長量的33%)

好的,感謝大家看完了論文的大致意思,結論以後的東西大概就是他們的實驗方法。接下來我就來跟大家解釋,這篇文章有哪些簡單的生物概念,跟碳含量又有什麼關係。

 

樹木與碳含量

首先,我們應該都大概知道,一棵樹大概可以分為根、莖、葉;其中莖的部分,就是我們所說的樹幹。

樹幹是樹木運送養分和水分的主要管道,其中的木質部為運送水分、韌皮部則為運送養分;木質部和韌皮部的中間有形成層,會形成新的植物組織、加大樹幹的尺寸。在形成的過程中碳會被堆積到木質部中,這個木質部,就是我們所用的木材。

一般來說,針葉樹的單位木材含碳量平均值大概是48%,闊葉樹的則是46%,隨便一點四捨五入來計算,木材中大概50%是碳。

因此只要樹生長的越快、質量堆積的越快,碳的含量就越多,他的碳累積率也就越高。

所以文章所說的體型越大、直徑越大的樹,形成層的面積大,生長體積也就越大,因此碳累積率就越高。

 

樹木的生長曲線

所以樹木就會持續不斷的生長嗎?並不是這樣的,樹木就跟人、跟世間大部分的生命體一樣,會有成長衰老;這樣的衰老,可以畫成一個曲線。

樹木的一生1  

當生長率在最高峰過後,隨著年齡也將逐漸下降;這從早衰、短齡的樹木就可以驗證。

那這篇文章的數據到底是怎麼發生的?

如果我們將這張圖片的年齡尺度標上去……假設這種樹種要10000年才會死掉好了

樹木的一生2    

我們可以輕易發現10000年壽命的大型樹種高速生長的時間,就可能可以長達2500年;而這段時間,隨著他的體積越大,碳累積率也就越高。

而在我們一生能夠研究的範圍,也不過就是那些短命的、最大直徑低於100公分的小樹;這些大樹的生活史,一般人根本沒有辦法用一生研究。

樹大不等於樹老,因此這篇文章很重要的貢獻就是:

很多我們還沒有辦法得知確切壽命的大型樹種,至今仍然快速成長著;這個快速成長的過程,也在幫我們快速進行碳累積。

這並沒有推翻任何已知的知識,但我們更確切的知道天然林中大樹保存的重要;因著這些大樹,天然林不但具有生物多樣性,也有高效率固碳的可能。

所以我們必須要致力保存那些還未被砍伐的紅檜扁柏、北美洲的世界爺和紅杉、熱帶雨林和無風帶的大型樹木不被破壞;在我們有生之年,可能還沒有辦法知道這些樹種的極限生長能力。

 

另外就是這篇提到了人工同齡林生長衰減的問題,也完全符合林業界、林學界認為人工林必須經營的原則,這個我打算下次再來解釋;總之,這篇文章裡面多次用到相容、相一致的字眼,其實是一篇佐證性高、推翻性少的文章。

其實只要適當解釋,可以發揮其在森林保育上的效益,倒是不需要藉由聳動的標題來促進更多的爭論;雖然學術界因著彼此爭論、推翻而進步是常有的事情,但仍應盡力避免任何不必要的對立。

 

For peace! For environment!

 

延伸閱讀:

樹木生長曲線的秘密

http://faratajiang.pixnet.net/blog/post/347362514

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