扰动事件对拉脱维亚原始针叶林地上碳储量及大树脆弱性的影响

为什么大而年长的树对气候重要

谈到应对气候变化，人们常常想到种植新树。但在许多北方森林中，正是那些最古老、体积最大的树木默默地保存着大部分从空气中移走的碳。这项来自拉脱维亚的研究提出了一个看似简单的问题：如果少数这些巨树在风暴、昆虫爆发或自然衰亡中死亡，森林的“碳银行”会发生什么变化？

变化中的欧洲古老森林

在整个欧洲，经历数百年采伐和现代林业后，真正古老且相对未受干扰的森林已变得稀少。在拉脱维亚及其邻国，少量由 Scots pine（赤松）和 Norway spruce（云杉）为主的“原始”针叶林片段，作为森林曾有面貌的活体档案得以保存。作者比较了44处这样的古林（约170–200年），与47处生长在相同矿质土壤类型和半北极带气候带、年龄约为其一半的“成熟”林地。通过在精细样地中测量数千株树木和枯倒木，他们估算了地上活体树木和枯死木中储存的碳，以及这些碳对失去最大树干的脆弱性。

少数巨木承担大部分重量

测量结果显示了一个显著模式：古林的株数（每公顷）远低于成熟林，但树木体积远大。在古林中，胸径超过40厘米的大树仅占所有树木的14–22%，却储存了大约一半（49–58%）的树生物量碳。在较年轻的林地中，大树更为罕见——约占4%，仅持有11–14%的碳。平均而言，古林中一棵大型赤松单株就约含一吨碳。活体树碳储量总体在古老的松林中最高，古老的云杉次之，而在成熟林中两种树种的碳储量相近。这表明，在干扰较少且时间足够的情况下，这些老龄针叶林可以积累非常可观的地上碳库。

枯死木讲述缓慢流失的故事

古林不仅关乎活树。倒木和立枯干也储存碳并为大量生物提供栖息地。正如预期，古林中的枯死木碳库存比成熟林高出许多倍，尽管不同地点之间差异较大。在云杉林中，超过一半的枯死木碳存在于倒木中；在松林中，近一半存在于仍直立可能需较长时间才倒塌并分解的枯立木中。大多数枯死木处于早期或中等分解阶段，表明有持续但并非灾难性的树木死亡发生。与此同时，枯死木仅占林分总体积的大约五分之一，暗示这些地点近期遭受大规模扰动的情况相对较少——这使得它们目前的碳储量令人印象深刻，但若扰动加剧也显得脆弱。

如果最大的树消失会怎样？

为了模拟未来风害或虫害造成的损失，研究者在纸面上进行了一个简单实验：反复重新计算在每个样地“移除”1到15棵最大树之后的碳储量。由于大量碳集中在这些巨树中，模型化的损失非常显著，尤其是在原始林中。在松林中，仅在一个小样地内砍伐或失去六棵最大树就能使树生物量碳减少约一半；在云杉林中，移除仅五棵巨树也有类似效果。成熟林在去除大树后也会损失碳，但需要移除更多棵数——大约八到九棵才能达到同样的50%减幅。换言之，古林之所以成为卓越的碳库，正是因为其严重依赖少数巨大树木；而这种依赖也使它们对任何针对或推倒这些树木的过程尤其敏感。

森林碳银行中的微妙平衡

对非专业读者来说，结论很明确：古老的大型针叶树像超大容量的电池一样储存着致暖气候的碳。拉脱维亚的古松和古云杉林地的地上碳储量接近此类森林的上限。然而这种富集是脆弱的。只要丢失几棵最大的树——无论是因衰老、加剧的风暴，还是气候变化可能加剧的虫害——森林就可能迅速放出大部分储存的碳。研究表明，保护现存的原始林地、监测扰动并谨慎考虑如何维持大树的存活，将是这些森林继续作为长期可靠气候缓解盟友的关键。

引用: Ķēniņa, L., Elferts, D., Jaunslaviete, I. et al. Disturbance event impact on aboveground carbon storage and vulnerability of large trees in old-growth coniferous forest stands in Latvia. Sci Rep 16, 6471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37378-1

关键词: 原始林, 森林碳储存, 大树, 拉脱维亚针叶林, 扰动影响