世界上最大的森林荒野似乎正在缩小

地球的北方森林环绕我们星球的最北端，就在北极无树苔原的南部。如果这颗行星戴着北极冰盖，那么北方森林就是缠绕在耳朵上的松散头带，覆盖了阿拉斯加、加拿大、斯堪的纳维亚半岛和西伯利亚的大部分地区。

长期以来，北方地区的土壤通过储存大量碳并将其排除在大气之外，为地球抵御变暖提供了缓冲。它的偏远在历史上保护了它的森林和湿地来自广泛的人类影响.

这两个特征对北方森林进行了排名最重要的生态系统之一世上。此外，许多种类的哺乳动物、鱼类、植物、昆虫和鸟类让这些森林成为家。

为两个多世纪以来，科学家们已经认识到气候在决定植物群落的地理区域方面起着关键作用。由于北方森林和土壤面临零度以下的冬季和短暂的夏季，这些森林和生活在其中的动物随着气温升高，正在向北移动.

然而，北方森林向北推进的步伐参差不齐，比预期的要慢。与此同时，他们向南撤退的速度比科学家预测的要快。作为学习的学者北方生态,森林和湿地，我们看到令人担忧的证据表明，随着世界变暖，其最大的森林荒野似乎正在缩小。

地球上最大的荒野

北方森林包含数十亿棵树。大多数是针叶，锥形针叶树，但也有阔叶树种的斑块，包括桦木、白杨和杨树.它们支持着数以百万计的候鸟和标志性的哺乳动物，如棕熊、驼鹿和猞猁。

这些树木及其根部周围的土壤有助于调节地球气候，部分原因是将二氧化碳从大气中抽出，否则它会成为温室气体。树木利用这种碳来生长根、树干和叶子，一旦树木死亡，它们最终会变成富含碳的土壤。森林的重大变化将转化为全球气候变化。

这些森林正在以惊人的速度变暖远高于全球平均水平.气温上升直接影响树木的生长和存活，进而影响树木储存碳的能力。

移动中的森林

随着大气变暖使树木摆脱寒冷温度的冰冷控制，成年树木可以通过更快的生长来做出反应。温和的温度也使最北部的北方森林中的幼苗树在以前的条件过于恶劣而无法建立的地方站稳脚跟。

在温暖的南方北方森林中，情况则大不相同。在这里，对于适应寒冷的北方树木来说，条件变得太热了，减缓了它们的生长，甚至导致了它们的死亡。随着气候变暖，干燥和缺水使树木更容易受到虫害和火灾如加拿大在2023年经历了和西伯利亚2019和2020.

如果这种情况在更大范围内发生，南部北方森林边界将变薄和退化，从而向更北的地方撤退，那里的温度仍然合适。

如果北方森林以同样的速度向北扩张，向南退缩，它们可能会随着温度变暖而缓慢增长。然而，我们使用卫星和现场数据的综合研究表明，这个故事更加复杂。

从太空追踪森林

卫星对于跟踪近几十年来北方森林的变化以及这些变化是否与整体向北移动一致具有不可估量的价值。研究人员可以使用卫星来监测森林特征的逐年变化，例如每年的树木生长和树木覆盖率。

我们最近使用卫星数据的研究表明，树木生长和树木覆盖率从 2000 年到 2019 年，整个北方森林的大部分地区都有所增加。这些变化主要发生在最寒冷的北方地区。然而，有限的证据表明森林正在扩大到目前的树线之外。

我们的研究还显示，从2000年到2019年，在北方森林较温暖的南部地区，树木生长和树木覆盖率经常下降。在这些地区，较热和干燥的条件经常减少树木生长或杀死个别树木，而野火和伐木则导致树木覆盖损失。

卫星数据清楚地表明，气候变化正在影响北方森林的北部和南部边缘。然而，如果南方的树木覆盖率下降速度快于北部的树木覆盖率增加，那么北方森林可能会萎缩，而不是简单地向北移动。

放大以了解森林变化

当单个树的种子发芽和生长时，森林就会前进，但北方树木生长缓慢，需要几十年才能达到从太空可见的大小。寻找幼树，其存在会预示着树线移动，需要来自地面的数据。

在 1970 年代后期，我们中的一个人（大卫·库珀）记录了年轻的云杉树生长在数百码高的高度和以北数英里的位置海拔最高的锥形树在阿拉斯加的布鲁克斯山脉。2021 年回来时，我们发现这些小树已经长到几码高，并且正在结球果。更重要的是，10 次现在，幼云杉的数量比我们第一次野外探险时长在树线以上和树线之外。

在阿拉斯加的北方森林和北极苔原之间的边界上，我们徒步穿越，我们发现成千上万的北方幼树在生长在已建立的树线以北 25 英里处.大多数生长在更深的雪落下的地方，这是由于北冰洋版本的”湖泊效应“：冷空气在开阔水域移动，吸收温暖和水分，然后顺风以雪的形式落下。

海冰的消退留下了更多的开阔水域。这会产生更强的风，将树种推得更远，降雪量增加，使幼苗免受严酷的冬季条件的影响。结果是阿拉斯加布鲁克斯山脉的树木是迅速进入无树的苔原.然而，这些快速扩张是局部的，并且在北边的树线上，还没有到处都发生.

北方森林的未来面貌

我们的综合研究表明，事实上，北方森林正在对气温上升做出反应。但气候变化的快速速度意味着树木可能无法以跟上南方损失的速度向北移动。

遥远北方的树木能否赶上气候并防止森林萎缩？在这一点上，科学家们根本不知道。也许布鲁克斯山脉新种植的树木预示着这种扩张。目前还不清楚北方森林的北部是否可以通过增加增长来积累足够的碳，以弥补南部的碳损失。

如果北方森林确实处于萎缩的边缘，它们最终会从目前的南部边缘消失。这将通过减少它们的北方栖息地来伤害许多本地和迁徙动物，尤其是鸟类。森林在文化上也很重要，数百万人称它们为家，例如加拿大原住民社区.

利用卫星数据和实地测量，更密切地监测世界各地的北方森林，将有助于填补这一空白。只有这样，研究人员才有希望瞥见未来地球上最后的荒野之一.

罗尼·罗特巴特，北极和亚北极生态学博士候选人，瓦赫宁根大学;大卫·库珀，名誉高级研究科学家，科罗拉多州立大学;洛根·伯纳，全球变化生态学助理研究教授，北亚利桑那大学和罗马表盘，生物学和数学教授，阿拉斯加太平洋大学

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