甚麼是陸地植被生態系統?

陸地植被生態系統是被植物覆蓋的陸地自然環境,大約佔地球總表面積的29%。

陸地植被生態系統可依照不同的標準作為分類,例如氣候條件(即溫度和降雨量)、主要植被類型、土壤類型、地理位置等。 

氣候條件
主導植被類型
熱帶生態系統
森林
溫帶生態系統
灌木林
乾旱和半乾旱生態系統
草地

陸地植被生態系統的兩種分類例子

在大嶼山可以找到甚麼類別的陸地植被生態系統?

位於白芒的風水林

風水林

位於村莊後方的林地和保存完好的原生森林,因其風水意義而被受保護。村民會在風水林的邊緣種植果樹、榕樹和竹子等經濟植物,以最大限度提高其效益。在大嶼山,風水林分佈於䃟頭、水口、白茅等莊落後方。

次生林

屬於在大規模幹擾(即伐木、農業清理或火災等自然事件)對原生植被造成嚴重影響後重新生長的森林。

位於昂坪的次生林

高地森林

分佈於山脈地區,通常位於受較低溫度和較高降雨量影響的較高海拔地區。

位於彌勒山的高地森林

種植林

以種植喬木或灌木建立的森林,通常以外來樹種為主,例如台灣相思和紅膠木等。

位於水口的種植林

灌木叢

以灌木為主,即是比樹木矮小且較小的木本植物。這種陸地植被生態系統在香港廣泛分布,常見於山坡上。在自然演替中,灌木叢作為臨時棲息地,隨時間會被樹木遮蔽,並隨著森林的發展而消失。然而,人類干擾如山火可以打斷這個演替過程,導致灌木叢和草地之間的循環交替。

位於大東山的灌木叢

草地

自然草原通常位於較高的海拔地區,那裡的氣候和土壤條件限制樹木的生長。在香港,許多草地主要是由人類活動所引起,特別是於山火後草本植物能迅速再生。

位於老虎頭的草地

陸地植被生態系統的重要性

陸地植被生態系統是地球生物圈的基本組成部分,在維繫生命和保持生態平衡方面發揮著至關重要的作用。以下是它們之所以重要的原因:

  • 供給食物及藥物資源
  • 支援生物多樣性
  • 碳儲存
  • 土壤維護
  • 水循環調節
  • 氣候調節
  • 提供文化及康樂服務

陸地植被生態系的關鍵作用

「陸地植被生態系統,特別是森林,在碳儲存和碳封存方面發揮著至關重要的作用。這些生態系統每年吸收約26億公噸二氧化碳,相等於全球由化石燃料所產生的1/3二氧化碳排放量。」 [1]

甚麼是生態系統碳儲存?

它指的是各種生態系統的植被和土壤所儲存碳的過程,通常以有機碳的方式保存。這種生態系統的碳儲存可以持續數年、數十年甚至數百年。

甚麼是生態系統碳封存?

它是指生態系統捕獲並固定大氣中的二氧化碳或其他來源的碳的過程。它在減緩氣候變遷方面發揮著至關重要的作用。

陸地植被生態系統中所儲存的碳在哪裏?

這些生態系中的碳沉積物被封存並儲存在三個主要地方:

  • 活生物質 - 葉子、樹幹、果實、根
  • 死生物質 - 落葉、枯木
  • 土壤

陸地植被生態系統是如何有效儲存和封存大量二氧化碳?

植物在有日光的時候透過光合作用從大氣中吸收二氧化碳,並以有機碳的形式將碳儲存在植物組織(如根、莖、葉和果實)中。儘管光合作用在夜間停止,植物仍然會進行呼吸,將二氧化碳釋放到大氣中。然而,由於每天來說光合作所吸收的強度超過呼吸作用,因此陸地植物和整個陸地生態系統整體上能夠作為一個碳匯的角色。

除了在植物中所儲存的碳,土壤還可以透過有機物的分解捕獲碳,包括落葉、樹枝和植物根。土壤裡十的微生物和動物將有機物分解,促使二氧化碳釋放回大氣中。當由落葉、枯枝或植物根部所提供的土壤有機質大於土壤微生物呼吸作用所產生的土壤有機質分解損失時,土壤也能儲存碳。

草地 [3][4]

  • 覆蓋地球陸地表面的 40%,並儲存 30-34% 的陸地碳
  • 由於其廣泛的根系統,是重要的碳匯,能夠將碳儲存在土壤中
  • 通過草原恢復,每年能夠封存約每公頃 0.4至1.4噸的二氧化碳

灌木叢 [5][6]

  • 覆蓋地球陸地表面的約 10-20%,並儲存 10% 的陸地碳
  • 特別是在森林無法茁壯成長的地區,灌木叢是一個重要的碳匯
  • 每年能夠封存約每公頃8.3噸的二氧化碳

森林 [7][8]

  • 覆蓋地球陸地表面的約 30%,並儲存 39-45% 的陸地碳 [9]
  • 陸地生態系統中最大的碳匯,大部分的碳均儲存在森林土壤和生物量中
  • 每年能夠封存高達每公頃11噸的二氧化碳[10]
森林的碳封存(只有英文版本) [2]

森林保護的重要性

在陸地植被生態系中,森林在調節地球氣候方面發揮著至關重要的作用。它們是重要的碳庫,成熟森林單位面積儲存的碳比任何其他類型的植被都要多。例如,光是熱帶森林就佔世界碳儲量的約30%。

然而,全球森林正面臨著來自森林砍伐、退化和其他幹擾的日益嚴重的威脅。全球只有約 27% 的淨森林碳匯位於國家公園等保護區內[11]。當這些森林生態系統受到干擾時,儲存的碳就會釋放回大氣中,加劇氣候變遷。平均而言,這些幹擾每年會釋放出 81 億公噸二氧化碳。

保護森林是應對氣候變遷的重要內容,已獲得國際社會的廣泛認可。在最近於2024年舉行的第29屆聯合國氣候變遷大會上,世界各國領導人和利益相關方齊聚一堂,致力於加速全球努力,減少森林砍伐,恢復退化的森林,並利用森林為減輕溫室氣體排放和增強恢復力提供的重要解決方案 [12]。在香港,政府和非政府組織都實施了森林保護計劃,包括修復項目和教育計劃。透過加深對健康森林生態系統益處的了解,我們有希望確保這些重要的生態系統蓬勃發展,並繼續提供有利於環境和社會的基本生態系統服務。

減少發展中國家因毀林和森林退化所造成的排放 (REDD+) [13]

REDD+ 是由聯合國氣候變遷綱要公約制定的一個框架,旨在幫助發展中國家不僅解決森林砍伐和森林退化問題,而且還保護和增加森林碳儲量。

全球森林觀察 (GFW)

GFW 是由世界資源研究所和聯合國各機構支持的項目,是一個互動式線上森林監測和警報系統,旨在為世界各地的人們提供更好地管理和保護森林景觀所需的資訊。一些關鍵特徵包括森林砍伐檢測、樹木覆蓋損失分析和空間明確數據。

參考資料

  1. IUCN. (2021). Forests and climate change. https://iucn.org/resources/issues-brief/forests-and-climate-change
  2. Minnesota Board of Water and Soil Resources. (2019). Carbon sequestration in forests. https://bwsr.state.mn.us/carbon-sequestration-forests
  3. Bai & Cotrufo. (2022). Grassland soil carbon sequestration. Science, 377,603–608.
  4. Shukla, et al. (2019). Climate Change and Land. Cambridge University Press. https://philpapers.org/rec/SHUCCA-2
  5. Keenan & Williams. (2018). The terrestrial carbon sink. Annu Rev Environ Resour 43, 219–243.
  6. Lu, et al. (2023). Frontiers in Plant Science, 14, 1120050.
  7. Harris, et al. (2021). Global maps. Nature Climate Change, 11, 234–240. 
  8. Pan, et al. (2011). A Large and Persistent Carbon Sink. Science,333, 988–993.
  9. Chen et al. (2021). IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci.811. 012009
  10. International Monetary Fund. (n.d.). https://www.imf.org/en/Publications/WP/Issues/2021/02/19/Forest-Carbon-Sequestration-50279
  11. World Resources Institute. (2021). Forests absorb twice as much carbon as they emit each year. https://www.wri.org/insights/forests-absorb-twice-much-carbon-they-emit-each-year
  12. UNFCCC. (2024). Protecting Forests: Vital to Tackling the Climate Crisis. https://unfccc.int/news/protecting-forests-vital-to-tackling-the-climate-crisis
  13. United Nations Climate Change. (n.d.). What is REDD+?, https://unfccc.int/topics/land-use/workstreams/redd/what-is-redd#:~:text='REDD'%20stands%20for%20'Reducing,enhancement%20of%20forest%20carbon%20stocks