全球尺度上温度骤降全球森林生态系统该如何应对?

中国科学家指出，地球突然变冷并不是科幻小说的情节，而是1809年无名火山和1815年坦博拉山两次猛烈喷发导致地球气温骤降后的现实情景。全球规模。 它还提供了关于极端寒冷气温对森林生态系统恢复力影响的独特案例研究。

印度尼西亚松巴哇岛坦博拉火山（图片来自维基共享资源）。 通过照片，你甚至可以感受到1815年喷发流动的岩浆。中国科学院青藏高原研究所供图

中国科学院青藏高原研究所生态系统格局与过程团队梁二元研究员等最新合作研究发现，剧烈的火山喷发带来降温效应，强烈影响高寒地区森林生态系统的弹性。 其中，蒙古高原和青藏高原之间的连续性影响持续时间甚至超过12年。

研究小组利用全球树木年轮数据探讨了1809年和1815年坦博拉火山喷发对树木生长和森林生态系统弹性影响的强度和持续时间，并绘制了全球森林生长应对极端低温的生态弹性图。 相关研究成果近日在线发表在国际学术期刊《Nature Communications》上。

坦博拉火山喷发后树木年轮样本显示生长速度下降。 (a) 中欧塔特拉山脉瑞士石松木的显微解剖切片（Büntgene 等人，2014 年，J. Clim.）； （b、c、d）青藏高原东南部昌都地区四川云杉岩芯样本（样品由中国科学院青藏高原研究所朱海峰研究员提供）。中国科学院青藏高原研究所供图科学

“寒冷也很厉害！在全球变暖的背景下，我们不能失去应对突然降温的能力。” 论文通讯作者梁二元研究员指出，热带地区大规模火山喷发是少数能够引发地球气候系统突变的外力之一。 1、喷射到平流层的硫酸盐气溶胶可通过散射和反射太阳辐射，造成区域乃至全球气温下降，削弱水循环，对生态系统造成巨大威胁，降低生态系统服务功能，并可能导致人类社会陷入动荡和甚至崩溃。

他说，1815年4月，印度尼西亚松巴哇岛的坦博拉火山爆发，这是人类历史上最猛烈的火山喷发，使1816年成为“没有夏天的一年”。 持续的火山喷发使1810-1819年成为过去500年来最冷的10年。 这是研究极端低温对生态系统恢复力影响的独特案例。 在缺乏仪器观测数据的情况下，可以通过代理数据和模型模拟对坦博拉火山喷发后气候变化进行定量研究。 研究人类社会秩序的变化可以通过历史记录来理解，但对生态系统的影响，目前还缺乏在全球范围内应用测量证据并有统一标准的研究，而树木年轮是研究变化的绝佳数据在生态系统功能方面。

坦博拉火山喷发后一定时期（1815-1822）树木生长和稳定性的相对变化。中国科学院青藏高原研究所供图

论文第一作者、中科院青藏高原研究所副研究员高山表示，这项研究发现，强烈的火山降温效应大大降低了高纬度、高海拔地区森林生态系统的弹性：5火山喷发后-10天，全年区域树木平均生长量下降甚至超过30%。 与此同时，亚洲北部森林和中西欧落叶松森林的生长稳定性也明显下降。 此外，树木生长产生极低值的概率显着增加，在许多地区，概率甚至比喷发前增加了10倍。

高山指出，持续的火山喷发对森林生态系统恢复力的影响在北半球中纬度地区比高纬度地区持续时间更长。 1809年和1815年两次火山喷发的影响可超过1824年，特别是在蒙古高原。 与青藏高原不同，这种影响是长期且持续的，可能是由于干旱与寒冷同时发生，使得树木生长更难恢复。

1809年和1815年火山喷发后树木生长恢复力的波动和恢复时间。中国科学院青藏高原研究所供图

此前的研究表明，类似坦博拉火山的火山喷发可能每200至400年就会发生一次。 据预测，在气候变化下，这种规模的火山喷发造成的全球降温效应将与一些季风地区的厄尔尼诺异常强度相似。 只增不减。 “如何科学管理、合理利用自然资源，渡过自然危机，尤其是高寒地区，是一个值得我们深入思考的问题。”研究团队提醒。 （超过）