기후 변화와 삼림 벌채로 아마존 다이 백이 발생할 수 있습니까?

기후 변화와 삼림 벌채로 아마존 다이 백이 발생할 수 있습니까? 24 년 2019 월 XNUMX 일, 브라질 Rondonia의 아마존 산불. 신용 : EFE News Agency / Alamy 스톡 사진.

지난 여름 아마존 열대 우림은 다시 뉴스에서 모든 잘못된 이유로. 삼림 벌채 비율이 상승하고 있습니다 Jair Bolsonaro 브라질 대통령의지도하에 2019 년에 가장 많은 산불이 발생했습니다. 거의 XNUMX 년 만에.

지구 기후의 경우 이것이 우려의 원인입니다. 아마존은 기후 시스템에서 물을 재활용하여 지역의 강우를 유지하고 열대 지방의 대기 순환을 촉진하는 데 중요한 역할을합니다. 또한 산림을 파괴하면 대기 중 이산화탄소에 큰 영향을 미칩니다.

팁 포인트

이 기사는 변화하는 기후가 지구 시스템의 일부를 갑작 스럽거나 돌이킬 수없는 변화로 이끌 수있는“티핑 포인트”에 관한 일주일 동안 진행된 특별 시리즈의 일부입니다.

남아있는 온전한 아마존 열대 우림이 현재 흡수하고있는 것으로 추정됩니다 인간 CO5 배출량의 10-2 %기후 변화를 늦추는 데 도움이됩니다. 삼림 벌채는이 탄소 흡수원을 제거하고이를 탄소원으로 대체하여 이미 어려운 과제를 만듭니다 파리 기후 목표 불가능합니다.

아마존 열대 우림의 보호를 강화해야 할 합법적 인 이유는 여러 가지가 있습니다. 그러나 직접적인 삼림 벌채의 속도가 다시 느려지더라도 기후 변화로 인해 숲이 사라질 수 있을까요?

기후 변화로 인한 아마존 산림 다이 백

최근 아마존 화재는 촉발 된 주장 열대 우림의 연소는 우리가 호흡하는 공기 중의 산소량에 중대한 영향을 미칩니다.

이것은 우리가 걱정할 필요가없는 아마존 파괴의 한 측면입니다. 아마존 열대 우림에는 총 탄소의 15 % 전세계 식물에 저장됩니다. 이 70 억 톤의 탄소가 방출되면 공기 중의 산소와 결합하여 주로 이산화탄소로 방출됩니다. 그러나 산소는 대기의 2 %를 차지하기 때문에 산소 농도를 21 % 미만으로 줄입니다.

그러나 아마존 열대 우림의 파괴에 대해 걱정해야 할 더 많은 이유가 있습니다. 기후 티핑 포인트.

용어 : 탄소와 CO2 : "탄소"와 "CO2"라는 용어는 종종 서로 바꾸어 사용되지만 중요한 차이점이 있습니다. 탄소는 원소이고, CO2는 두 개의 산소 원자를 갖는 하나의 탄소 원자를 포함하는 화합물입니다.

이것은 부분적으로 내 연구 그룹이 수행 한 기후 모델 시뮬레이션 때문입니다. 해들리 센트 사무실r기후 예측 및 연구를위한 e 1990 년대 말과 2000 년대 초 우리는 기후 변화에 반응하여 식생 유형이 어떻게 변할 수 있는지와 이것이 기후 변화율에 영향을주기 위해 어떻게 피드백 할 수 있는지에 대한 표현을 포함시켰다.

놀랍게도 첫 번째 결합 모델 투영 시뮬레이션에 인간이 야기한 삼림 벌채 및 화재를 직접 포함시키지 않았음에도 불구하고 기후 변화에서 예측 된 아마존 산림“디백”을 보았습니다.

이 모델링 결과는 엄청나지만, 다른 피드백 메커니즘의 미묘한 상호 작용의 결과로 판명되었습니다.

무엇보다도, 아마존 열대 우림은 기후 모델이“일반적인 비즈니스”배출 시나리오에서 심각한 온난화 및 건조를 예측했기 때문에 사망했습니다.IS92a”. 그것은 변화하는 기후에서 지속될 수있는 숲의 범위를 줄였습니다. 산림이 적을수록이 지역의 강우량 감소가 덜 효율적으로 발생하여 온난화 및 건조가 심화되었으며 산림 면적이 더욱 감소했습니다.

그러나 그렇게 간단하지 않았습니다. CO2의 증가에 의해 기후 변화가 크게 주도되면서, 숲에 대한 CO2의 직접적인 영향도 해소되었습니다.

대기 중 더 높은 수준의 이산화탄소는수분”식물과 나무에 미치는 영향으로 광합성을 높이고 성장을 촉진합니다. 이산화탄소가 증가하면 식물도 물을 더 효율적으로 사용하십시오주어진 광합성에 필요한 물의 양이 줄어 듭니다.

기후 변화와 삼림 벌채로 아마존 다이 백이 발생할 수 있습니까?

적절한 토양 수와 영양분이있는 경우,이 효과는 숲에 의한 탄소 흡수 증가로 나타납니다. 그러나 물 공급이 제한되어있는 경우 효율이 높아지면 나무에서 증발산량이 줄어 듭니다. 이는 강우 감소를 방지하지만 증발 냉각 감소로 인해 국부 표면 온도를 추가로 증가시키는 비용이 발생합니다.

우리의 모델에서 아마존 열대 우림의 진화는 기후 변화의 부정적인 영향과 이산화탄소 증가의 긍정적 인 영향 사이에서이 경쟁의 자비에있었습니다.

우리의 모델은 2 세기에 걸쳐 이산화탄소 효과가 지배적이며 온전한 열대 우림의 탄소 흡수로 이어 졌다고 제안했다. 그러나이 모델은 기후에 부정적인 영향을 미쳤으며,이 예측에서 지구 온난화가 약 20C에 도달했을 때 약 2040 년 이후 아마존 열대 우림이 급격히 감소했습니다.

아래 차트에서 알 수 있습니다.이 모델은 기후가 2100 년까지 온난화됨에 따라 아마존의 모델 식생이 어떻게 변할 수 있는지를 보여줍니다. 수십 년 동안 나무 (실선)가 우세한 아마존을 보여줍니다. 21 세기 중반에 나무로 뒤덮인 그런 다음 잔디 (대 시선)와 맨토 (대 시선)로 대체됩니다.

기후 변화와 삼림 벌채로 아마존 다이 백이 발생할 수 있습니까? IS92a 사업별 배출량 시나리오에서 아마존 식생의 모형 진화. Springer의 허가에 의해 재 인쇄되었습니다. 콕스 등. (2004) 21 세기 기후-탄소주기 예측에 따른 아마존 산림의 붕괴, 이론 및 응용 기후학

좋고 나쁜 소식

우리의 발견은 엄청났다. 하나, 최근의 연구 아마존 숲이 기후 변화에 더 탄력적 일 수 있음을 암시합니다. 2000 년에 다이 백 시나리오를 발표 한 이후 많은 관련 연구가 교량 아래로 흘러 들어갔습니다. 숲에 대한 좋은 소식과 나쁜 소식입니다.

먼저 좋은 소식입니다. 기후 변화가 우리가 처음에 두려워했던 것처럼 아마존 열대 우림에 해를 끼치 지 않을 것 같습니다. 2013에서, 우리는 대기 CO2의 연간 증가의 해마다 변화가 기후 변화에 대한 열대 탄소 싱크의 민감도를 추정 할 수 있음을 발견했다.

인간의 활동, 특히 화석 연료 연소, 삼림 벌채 및 시멘트 생산으로 인한 CO2 배출 증가로 인해 전 세계 CO2 농도는 전년 대비 증가하고 있습니다. 그러나 장기 추세를 파악하면 CO2 성장률의 변화와 관련하여 열대 지방의 기후 변화와 관련이 있습니다. 엘니뇨 - 남방 진동. 그러므로이 신호는 열대 육상 탄소가 기후 변화에 얼마나 민감한 지 보여줍니다.

우리는 앙상블 기후-탄소 순환 모델을 사용하여이 단기적 민감도를 열대 생태계의 장기 민감도와 기후 변화에 연관시켜 소위“긴급 제약”을 만들 수 있습니다. 모델 간 관계를 통해 우리는 현실 세계에서 CO2 성장률의 변화에 ​​대한 관찰을 미래의 기후 변화에 대한 열대 지방 탄소의 민감도에 대한 향상된 추정치로 변환 할 수 있습니다.

지구 온난화에 대한 열대 육상 탄소의 민감성에 대한 결과적인 제약은 부정적인 영향을 나타내며, 온난화만으로도 열대 지방의 지구 온난화 당 탄소 약 50 억 톤의 탄소 손실을 초래합니다. 그러나 원래 아마존 다이 백 프로젝션에서 볼 수 있듯이 효과의 크기는 약 XNUMX/XNUMX 정도입니다.

그러나 낙관적 인 소식도 있습니다. CO2 비료 효과는 초기 모델이 가정 한 것만 큼 크지 않을 것으로 보인다. XNUMX 세대와 XNUMX 세대 기후-탄소주기 모델에는 산림 성장에 대한 영양 제한이 포함되어 있지 않기 때문입니다.

현실에서 식생의 성장은 종종 물과 이산화탄소에 의해서만 제한되는 것이 아니라 영양소에 의한 것. 대부분의 지역에서 주요 제한 영양소는 질소이지만 열대림에서는 인 또는 기타 미량 영양소가 나무의 성장을 제한합니다. 이러한 영양 제한은 초기 기후-탄소 순환 모델에서 볼 수있는 것보다 식물 성장의 CO2 수정을 제한 할 것입니다.

이로 인해 열대 숲이 원래의 다이 백 시나리오보다 기후 변화의 부정적인 영향에 더 취약하게됩니다.

그렇다면 기후 변화로 인한 아마존 다이 백에 대한 전반적인 예후는 무엇입니까?

최신 지구 시스템 모델 직접적인 인간 삼림 벌채가 없을 때 아마존 산림 파괴의 제한된 증거를 보여줍니다. 소수의 모델 쇼 기후 변화로 인한 아마존 산림 보호 감소 그러나 대부분의 모델은 이산화탄소 수정으로 인해 산림 피복이 증가하는 것으로 나타났습니다.

그러나 이러한 모델 중 어느 것도 인 제한이나 산불을 포함하지 않으므로 배심원은 아직 없습니다. 그러나 개인적으로, 저는 2000 년에 연구를 발표했을 때보 다 기후 변화로 인한 Amazon 다이 백에 대해 덜 걱정하고 있습니다.

직접적인 인간 삼림 벌채에 대해 우려해야 할 더 큰 이유

아이러니하게도, 이것은 아마존에서 고의적 인 삼림 벌채의 비율을 높이는 것에 더 관심을 갖습니다. 기후 변화에 의해 그 숲이 손상 될 경우, 숲을 보존하는 데 가치가 더 적다고 주장 될 수도있다. 반대로, 기후 변화에 대한 아마존 열대 우림의 복원력은 미래를 위해 그것을 보존해야 할 추가적인 이유를 제공합니다.

기후 변화와 삼림 벌채로 아마존 다이 백이 발생할 수 있습니까?새벽 안개와 아마존 열대 우림의 캐노피에서 볼 수 있습니다. 크레딧 : David Tipling Photo Library / Alamy Stock Photo.

아마존 열대 우림은 물을 대기로 재활용하여 자체 기후를 유지하여 강우량을 유지하고 건기의 길이를 줄입니다. 삼림 벌채는 이러한 규제 메커니즘을 약화시키고 궁극적으로 티핑 포인트로 이어질 수 있습니다.

이것은 정기적 인 자연 화재를 허용 할만큼 건기가 길어지면서 숲이 영구적 인 사바나로 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 개방형 캐노피가있는 혼합 된 나무와 초원 시스템으로 토양이 훨씬 더 뜨겁고 건조 해지고 탄소가 훨씬 적게 저장 될 수 있습니다.

따라서 아마존 열대 우림에 대한 삼림 벌채와 기후 변화의 이중 압력은 여전히 ​​큰 관심사입니다. 우리는 열대 우림이 기후 변화에 대한 취약성이 너무 늦을 때까지 자신있게 기후 변화에 대해 알지 못할 것입니다. 그러나 우리는 인간이 야기한 삼림 벌채가 기후 변화와 다른 스트레스 요인에 대한 삼림의 복원력을 감소 시킨다고 확신합니다.

많은 사람들이 아마존 삼림 벌채 문제가 해결의 길에 있다고 생각했습니다. 삼림 벌채 비율은 2004 년 28,000 평방 킬로미터 (km2)의 최고점에서 매년 거의 벨기에 크기의 산림 지역을 제거하는 것과 같았습니다. 2014 년까지 그 비율의 XNUMX 분의 XNUMX.

그러나 지금은 과거입니다. 삼림 벌채가 계속되고 지구 온난화가 계속됨에 따라 아마존 열대 우림의 수명에 여러 가지 위협이 있습니다.

저자에 관하여

피터 콕스 (Peter Cox) 교수, 엑서 터 대학 (University of Exeter)의 기후 시스템 역학 교수 및 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)의 제 6 차 평가 보고서 (ARXNUMX)의 "글로벌 카본 및 기타 생지 화학주기 및 피드백"장의 수석 저자 .

이 문서는 원래의 등장 카본 브리핑

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