所有沙漠都變成森林, 結果會怎樣? 科學家: 恐難承受此等代價

2021年7月20日,中國氣象局在北京召開了新聞釋出會,根據大會公佈的資料顯示,全球溫室氣體的排放量將再創新高,1992年,中國開始設立溫室氣體觀測站,而今年的全球主要溫室氣體的濃度將創造有儀器觀測以來的新的歷史記錄。

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溫室氣體的排放已經被反覆證明,是近一百年來全球氣候變化主要的特徵,是氣候變化直接的原因或者說是主要原因。

溫室效應持續下去將會為人類帶來滅頂之災,這一點是毋庸置疑的。

2020年國家氣候變化經濟學大會公佈的年度報告中提到,按照人類現在生活方式排放的溫室氣體的總量來看,以這個趨勢發展下去,到2100年,全球氣溫將平均氣溫會上升4攝氏度以上,此時南北極90%以上大型冰川將融化,超過50個島嶼國家的國土將徹底消失,全球範圍內超過5億人將失去生活場所。

造成人類有史以來最大規模的遷移活動,最終圍繞生存資源勢必會爆發世界範圍內的衝突。

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而這一切,都是持續增多的溫室氣體在幾十年後造成的惡果。在人為因素的影響下,不斷擴張的荒漠土地正在侵蝕植被,自然環境中

二氧化碳

的吸收量正在減少,地球溫度不斷升高。

這時可能有人會想,如果減少沙漠的面積,甚至將世界上所有沙漠都變為森林能不能解決持續惡化的溫室效應呢?

對此,

科學家

表示:沙漠和森林並不是傳統意義上的對立面,而地球上所有沙漠變成森林造成的後果是人類無法承受的。

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沙漠與荒漠化

沙漠在地理學範疇內是指沙質荒漠化的土地,在這種地形單元裡,泥土稀薄,地面植物稀少,被沙子覆蓋,多形成沙丘或沙灘地貌。

作為一種風成地貌,沙漠的形成與風力作用密不可分。透過對地表物質的侵蝕、搬運和堆積,風力使得沙化的土地面積不斷擴大,最終形成了沙漠景觀。

地球的陸地面積約為1。62億平方公里,佔到了地球總面積的30。4%左右。沙漠面積在地球陸地總面積佔比中達到20。8%,約為3369萬平方公里,包含沙漠在內的乾旱、半乾旱荒漠地區總面積約為4800萬平方公里,佔到陸地面積的29。6%。最新的資料顯示,這些乾旱、半乾旱荒漠地區正在以6萬平方公里/年的速度不斷擴張。

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為了獲取更多居住地,同時提升環境質量,如今人類正在進行大規模的荒漠改造活動,對於沙漠的治理並不是要改變如今的生態系統,而是要遏制住荒漠化,降低荒漠化對於人類生存環境的危害。

沙漠存在的意義

沙漠作為自然界中一個獨立的生態系統,也有一套屬於自己的生物迴圈系統。

這些沙漠中特有的動植物、礦物質、細菌等微生物和微量元素的相互作用維持了沙漠自身系統的穩定執行,同時也對地球上其它生態系統產生著重要的影響,尤其是森林。

以地球上最大的兩個沙漠和叢林為例,撒哈拉沙漠在某種意義上是與亞馬遜雨林共生共存的。

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位於非洲北部的撒哈拉沙漠總面積達到了932萬平方公里,作為對比,我們中國的國土總面積為960萬平方公里。亞馬遜雨林位於南美洲亞馬遜平原。總面積為550萬平方公里。

近年來,大氣層中的溫室氣體劇增,這些以二氧化碳為代表的保溫氣體已經成為全球溫室效應加劇的罪魁禍首。

亞馬遜雨林作為“地球之肺”,可以透過光合作用吸收大量的二氧化碳,將氧氣補充到大氣層中。科學資料表明,亞馬遜雨林每年產生的氧氣供給量可以達到地球氧氣總量的22%左右,這為減緩全球氣溫升高起到了至關重要的作用。但其實,以撒哈拉沙漠為首的大型沙漠也在為減少大氣中二氧化碳含量做出貢獻。

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由於缺少植被,太陽輻射可以直達沙漠地表,在數百萬年的演化中,在沙層中形成了大量的微生物和特殊真菌,這些細菌生物不依賴氧氣而存活,為了適應沙漠環境,它們憑藉著低光合作用不斷吸收大量的二氧化碳。

來自美國耶魯大學環境研究學院的研究室主任史蒂芬·波因特曾表示:“非洲撒哈拉沙漠和地球上其它大型沙漠中都存在著許多光合微生物菌落,它們能透過吸收和儲存二氧化碳減輕沙漠中長波紫外線對自身的輻射作用,因此沙漠在大氣迴圈著扮演著重要的角色,它減少了進入大氣層的二氧化碳的總量。”

不僅如此,沙漠還在透過另一種方式養育著森林。

撒哈拉沙漠與亞馬遜雨林

地球上植物的絕大部分生長活動都有磷元素的參與,磷元素可以增強植物對於養分的吸收,同時增強植物的免疫力。

撒哈拉沙漠地區一直是世界上磷含量最豐富的地方。資料顯示,北非地區的磷含量佔據了世界磷總量的四分之三以上,而撒哈拉沙漠地區的各國的磷資源儲量就佔到了世界磷儲量的70%左右。

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值得一提的是,南美洲亞馬遜地區土壤的磷含量與撒哈拉沙漠地區是兩個極端。因為處於熱帶,水流量豐富,亞馬遜地區的土壤養分流失十分嚴重,地表土壤養分匱乏,所有的養分都集中在了植物體內。科學家經過評估後表示,亞馬遜雨林每年受到降水沖刷和河流搬運作用的影響會流失超過2萬噸磷元素。

根據美國國家航空航天局衛星傳回的資料顯示,撒哈拉沙漠每年會以沙塵的形式向亞馬遜叢林輸送大量的磷資源。

受到強力且持久的東北和東南信風的影響,大量的沙塵會在風力作用下向西遷移,在這一過程中大部分沙塵進入大西洋,剩餘部分被信風帶到南美洲大陸,最終被亞馬遜雨林吸收。

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總總量為1。8億噸的沙漠沙塵中最終會有超過2800萬噸抵達亞馬遜叢林,在這些進入雨林的塵埃中磷元素佔比約為0。08%,也就是說每年撒哈拉沙漠會向亞馬遜雨林供給超過2。2萬噸磷元素。

而其它進入海洋的沙漠塵埃中也養育了大量的海洋生物,維持了海洋生態系統的穩定。

將沙漠變成森林會怎樣?

首先我們可以看一下所有沙漠變成森林後地球上森林的總面積有多少。

沙漠面積佔到陸地面積的五分之一左右,總面積將近3400萬平方公里,森林面積在陸地面積中佔比在31%左右,總面積約為4723萬平方公里。

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也就是說,將地球上所有沙漠變成森林的話,陸地上的森林面積將達到8100萬平方公里以上,總面積增加了1。7倍。作為對比,亞洲大陸總面積約為4400萬平方公里,這些森林可以覆蓋近兩個亞洲大陸。

生態系統崩潰

在地球物質的迴圈作用下,沙漠也在影響著植被的生存。

首先我們要認識到,沙漠和森林的存在使得地球形成了平衡的自然狀態,也是地球溫室效應產生過程中的參與者。

二者構成的天然溫室效應使得地球保持了合適的自然溫度,倘若溫室效應失衡,勢必會引起地球各地區的晝夜溫差和季節溫差增大,在最後使得地球迴歸冰期。

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森林面積的劇增本身就是破壞地球氣候和生態的過程,這些植被會吸收大量的二氧化碳,同時也會增大對於氧氣的消耗量。

這些被大量儲存在植物體內的二氧化碳不再進入大氣,此時地球氣溫將持續上升,在到達森林無法承受的臨界值後,森林將大面積消失,這些被儲存在植物體內的二氧化碳將重回大氣層,使得大氣層厚度劇增,溫室效應反轉,地球開始持續降溫,最終影響地球生物生存,造成生物大滅絕事件。

森林的增加使得地球含氧量的提升成為必然,對於人體來說,大氣中21%左右的氧氣含量是最合適的。在森林面積大幅度擴大後,我們會吸入過量的氧氣,這些高濃度的氧氣使得我們人體的氧化反應更加強烈。

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專家表示,一個成年人一天在呼吸作用下需要的氧氣總量為0。92千克,同時排出的二氧化碳總量為0。9千克。

過量的氧氣在進入體內後,會加速有氧運動,人體新陳代謝和細胞運動會提速,這也意味著人體生理功能會受到嚴重影響,人的壽命會自然縮短。

對於其它生物來說也是如此,碳氧平衡狀態被打破也會影響動物與植物的生長過程。

碳氧平衡失衡

事實上,規模擴大了近1。7倍的森林很難再維持住碳氧平衡,尤其是在地球上失去了沙漠的情況下。要想維持住地球生態系統中氧氣與二氧化碳的平衡狀態,就必須依靠植物的光合作用。森林中綠植在進行光合作用時會將二氧化碳和水轉化為體內的有機物,同時釋放氧氣。

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那些超過自身呼吸作用需要的氧氣會以氣體的形式進入大氣,伴隨著森林綠植對二氧化碳的吸收,生物圈中的氧氣和二氧化碳含量始終保持平衡,在失衡時,自然界也會透過其它的能量流動和物質迴圈方式來進行調節。

而沙漠都變成森林後,沙漠這一能吸收大量二氧化碳的生態系統不復存在,森林將釋放出前所未有的大量氧氣,大氣中氧含量嚴重超標,地球將進入富氧狀態。

對此我們可以參照發生在約24億年前的“大氧化事件”。

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30多億年前,藍細菌出現,在光合作用下吸收並轉化了二氧化碳。“大氧化事件”發生時,氧氣還是藍細菌的產物,在源源不斷地被製造出來的同時瘋狂地氧化海洋中的亞鐵離子,這使得大氣氧氣含量嚴重超標,最終達到了40%左右的大氣氧氣濃度。這也直接導致了地球上的古生物大滅絕,只有15%左右的生物適應了高濃度的氧氣存活了下來。

而這,也必然是沙漠全部變成森林後會出現的結果。

結語

科學家預測,所有沙漠都轉化為森林後,地球的碳氧平衡會受到嚴重影響,同時將徹底打破地球乾溼平衡,由此引發熱力環流系統癱瘓,最終會使地球溫室效應加速惡化。

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由於大氣中氧氣含量過高,植被的光合作用也會受損,溫室氣體越來越少,地球溫度將持續下降,直到來到冰點以下,最後這些由沙漠轉化而來的森林也會消失,地球上的生物也會遭受一輪又一輪的劫難,恐難以承受此等代價。

由此可見,將所有沙漠變成森林聽上去是對地球的綠化,實則是加速了地球自然系統的毀滅。地球上每一個獨立的生態系統都有其存在的價值,在地球的大迴圈系統中發揮著重要的作用。

與其幻想沙漠消失,不如腳踏實地去做一些改善生態的實事,如今,中國正在引領世界沙漠化治理的潮流,相信在不久的將來,在中國和世界其它國家的努力下,我們會有效遏制住溫室效應的惡化,共同守護人類唯一的家園——地球。

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