树木从大气中吸收二氧化碳，有助于应对气候变化，在我们的花园和世界各地。

气候危机要求我们采取紧急行动，防止破坏性影响，包括恢复能够储存和捕捉碳的自然栖息地，如林地和森林。

1 碳减排为何成为热门话题？

随着世界各国和各组织通过设定碳减排目标来应对气候紧急状况，净零承诺的数量正在快速增长--尤其是在2021年晚些时候于格拉斯哥召开的第二十六次缔约方大会（COP26）之前。

“零碳排放竞赛”（Race to Zero）收集整理了承诺快速减少和补偿碳排放的组织--邱园也加入了这一承诺。

在看到对这些气候承诺采取行动的可喜迹象的同时，对 “以自然为基础的解决方案” 的投资也在不断增加，以缓解气候变化--利用植物和真菌的惊人技能来吸收空气中的碳，以应对不断变化的气候。

图1 哥伦比亚的原始森林

2 基于自然的抵消能解决一切题吗？

不幸的是，基于自然的气候解决方案（碳抵消）并不是一张 “免罪金牌”：减少排放是全球的当务之急。

我们不能继续以同样的速度排放二氧化碳，因为没有足够的土地或海洋供基于自然的解决方案来应对当前的排放水平。

然而，在自然栖息地长期吸收和储存碳将是解决方案的重要组成部分，并将带来大量宝贵的其他益处，如确保生态系统服务和提供可持续生计。

图2 埃塞俄比亚Yayu森林

3 如何测量树木中的碳？

树木在其木质生物量中积累碳。

树木在生长过程中会 “捕获” 二氧化碳，形成木材、树叶和树根。树木干重中约有 50% 是碳，这些碳通常会在树木的整个生命周期中储存，如果木材被用来建造房屋或其他用途时，碳储存的时间还会更长。

大多数森林固碳的计算方法都是估算木材的地面以上体积，然后转换成碳的质量。

2021年，邱园的空间分析团队正在利用激光扫描（LiDAR）和建模技术精确测量邱园两个园区树木的地面以上生物量。这将为人们提供树木在地面以上储存在木材中的碳的准确情况。

图3 邱园一棵橡树的LiDar扫描图像

图4 邱园一棵橡树的LiDar扫描图像

4 生长很重要Growth is important

树木在其一生中都在固碳，但这种固碳减少二氧化碳并不稳定或持续：

v ·树木在不同季节的固碳量不同；春季较多，冬季较少，甚至出现负增长。

v ·植物在白天固碳，但大约一半的二氧化碳在夜间释放。

v ·植物在健康成长时固碳，随着年龄增长或开始死亡时则释放碳。

成熟的栖息地不会以相同的速度捕捉碳，在邱园这样管理成熟的景观中，树木固碳不容易发生。树木的生长可能会受到腐烂、疾病、损坏和移除的影响。

图5 白蜡枯病感染的落叶上长出蘑菇

5 地下碳

另一个需要考虑的重要因素：储存在地下、根部和土壤中的碳。

根据英国森林研究机构收集的数据（Waring 等，2020 年），在英国的温带森林中，约有：

Ø ·17% 的碳储存在树木的地上组织中

Ø ·6% 储存在根部

Ø ·5% 储存在表层枯落物和枯木中，而

Ø ·72% 的碳储存在土壤中，可以长期存留，有助于减缓气候变化。

英国的所有树木都依赖于菌根真菌，它们在土壤中 “采矿”，满足树木对矿物质营养的需求（主要是氮和磷），以换取树木通过光合作用固定的 20%-30% 的碳。因此，菌根真菌是土壤中的碳汇。

小知识|土壤中 1/3 的微生物生物量是由真菌组成的，一平方厘米的土壤中可以包含数米长的真菌菌丝。

在邱园研究植物与真菌相互作用的科学家正在与碳社区、帝国理工学院和苏黎世联邦理工学院合作，优化树木及其菌根真菌的种植，以实现地下碳固存。

图6 红杉 LiDar 扫描图像

6 树木对当地的影响 

备受人们喜爱的树木是一种复杂的植物，对周围的世界有着各种各样的影响。

最近对英格兰东部城市伊灵的树木进行的一项调查显示，这些树木储存了 76670 吨 碳，其 美化环境的价值超过 30 亿英镑。

树木提供了一系列重要的服务，包括减少洪水、改善空气质量、节约能源和丰富生物多样性。在林区散步，人们往往会感到神清气爽，压力减轻。

了解和测量树木（和土壤）是如何储存碳的，是人们了解如何以最佳方式降低大气中二氧化碳含量并防止随之而来的破坏性后果的关键。

了解邱园为减少碳排放和到 2030 年实现气候良性发展所做的工作。

7 邱园 COP26 碳花园

2021 年邱园参加了在格拉斯哥举行的 COP26 会议。邱园科学家们在联合国馆内展示了基于自然的气候变化解决方案，并展示了能够为所有人开启可持续未来的神奇植物。

图7 邱园COP26 碳花园

这次会议是人类承诺改变以帮助缓解我们所面临的气候危机的关键时刻，而 “自然解锁” 的工作是邱园展示的一个重要特色。

托马斯说： “邱园的展台给人留下了非常深刻的印象，让人们看到了邱园科学是如何与大会讨论的全球挑战相结合的”。

图8 空间分析：绘制植物园的碳景观

图9 无人机载激光雷达绘制韦克赫斯特碳景观

图10 星载激光雷达+高分辨率遥感技术进行从小规模森林结构到亚马逊地区的碳估算

专栏1 什么是激光雷达？What is LiDAR?

LiDAR 是 Light Detection and Ranging（光探测与测距）的缩写，它是一种尖端技术，能让科学家精确测量树木和森林的高度、体积和结构，精确度比传统方法高出 90%。该技术的名称源于 “光” 和 “雷达” 的混合，顾名思义，它使用高频激光束来记录距离。利用与蝙蝠回声定位相同的原理，激光束从设备射出并从目标处反弹回来。激光雷达传感器测量反射的脉冲并计算激光的传播距离。一旦扫描仪发出了成千上万个脉冲，它就能利用这些信息建立树木及其周围环境的三维图像。

2016 年，卡内基研究所的一个团队利用机载激光雷达技术测量了婆罗洲中心地带的树木。他们发现了最高的热带树木，这是一棵高达 94.1 米的庞然大物。这超过了剑桥大学研究人员之前利用激光扫描技术在婆罗洲记录的89.5米高树木的测量值。有了如此精确的测量结果，再加上机载激光扫描仪的出现，可以期待激光雷达树木测绘技术成为该领域最重要的技术之一。

图11 利用激光束扫描树木

延申阅读：Rödig, E., Knapp, N., Fischer, R. et al. From small-scale forest structure to Amazon-wide carbon estimates. Nat Commun 10, 5088 (2019).