研究人员发现,在过去二十年间,森林砍伐导致的温度和云层高度的增加,超过了气候变化单独造成的影响。这一情况对非洲高山森林的生物多样性和水资源构成风险。
高山森林通常笼罩在云雾中,气候凉爽湿润,分布在非洲各个孤立的山脉上。它们拥有丰富的物种多样性,并通过捕获雾和云中的水分,作为重要的水源储存,为生活在非洲低地区域的数百万居民提供优质淡水。
在过去的二十年中,由于森林砍伐,非洲大约18%的高山森林已被毁坏。这一损失导致的温度上升和云层高度增高,是气候变化所造成的影响的两倍。研究表明,在过去的二十年中,空气温度上升了1.4摄氏度,而云层高度上升了230米。
“这对水资源和生物多样性有重大影响,”马尔堡大学的迪尔克·泽乌斯教授指出。
研究结果详见于发表在《自然通讯》上的一项研究。
升高的云层阻碍水收集
升高的云层阻碍水的收集,因为当云层与森林树冠接触时,雾(水分)会沉积在树木和地面上。如果云层处于更高的高度,这一过程就不会发生,塔伊塔研究站的负责人佩特里·佩利卡教授解释道。
这一过程还依赖于森林覆盖的山顶,因为它们扩大了植被覆盖的区域,允许树木和土壤更好地储存水分,相比于开放区域。
本研究在肯尼亚、坦桑尼亚、埃塞俄比亚和南非的高地地区进行。它是自2009年以来由赫尔辛基大学维护的塔伊塔研究站的研究成果之一。赫尔辛基大学的贡献来自地球变化观察实验室,隶属于地球科学与地理部门。
“在我们对塔伊塔山丘的研究中发现,森林覆盖的山顶每年在地面上积累的水量比开放地面多出20%。这主要是由于雾在树上聚集并滴落到地面,增加了降水。如果云层未能到达森林,这一过程就不会发生,”佩利卡解释道。
塔伊塔山丘上存在许多小型森林山顶。肯尼亚的主要水源包括乞力马扎罗山、毛山、阿伯达雷山、埃尔贡山、切蓝加尼山和乞力马扎罗山,尽管它位于坦桑尼亚,但也支持肯尼亚一侧的水源供应。
“自1880年以来,非洲最高的山,乞力马扎罗山周围的50%的森林已被砍伐,”来自拜罗伊特大学的安德reas·亨普博士表示,他在乞力马扎罗山的研究已有三十年。
温度与高度的反向关系
研究还发现,温度与高度之间的负相关性表明,森林砍伐的升温效应在较高海拔处可能会减弱。然而,重大森林砍伐(在1公里×1公里区域内树冠损失超过70%)可能抵消与更高海拔相关的降温效益,导致在非洲高山森林的高海拔地点也会出现类似的升温效应。
“研究结果强调了紧急采取行动的必要性,因为由农业扩张和伐木驱动的高山森林砍伐对非洲的生物多样性和生态系统服务(如供水)构成了重大威胁,”赫尔辛基大学的访问学者、德国马尔堡大学的博士后研究员特梅斯根·阿贝拉表示,得到亚历山大·冯·洪堡基金会的支持。
该研究采用数据驱动的方法,利用卫星观测、再分析数据、集成学习、实证方法,以及现场温度和云底高度测量的独立验证。
研究团队由来自赫尔辛基大学、马尔堡大学和德国拜罗伊特大学的科学家,以及芬兰气象研究所、埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴大学和南非的西北大学成员组成。这项研究是由欧洲委员会资助的ESSA项目的一部分(地球观测与环境感测,旨在实现东非气候智能可持续农业牧业生态系统转型)。