「地球之肺」亞馬遜森林不供氧,它的功能比你想得更複雜

亞馬遜森林,素來便有「地球之肺」的美名,而近期發生的森林火災,讓人不禁擔憂:「如果亞馬遜森林沒了,是否地球上就沒有足夠的氧氣呼吸了?」有趣的是,若先回歸「地球之肺」之名,我們可以發現,其實肺所要做的是將外界空氣的氧攜入體內的血液中,以供身體各器官使用;也就是說,其實肺的功能並不是產生氧,而是有效的吸收氧氣來提供生物使用。

也因此,我們以「地球之肺」之名來描述亞馬遜森林供氧這件事,一開始就並不全然精準。當然,若我們將地球類比為人體,則以「肺的主要功能是將氧氣從空氣運輸到血液中,並將二氧化碳從血液中排出」這事實來看,確實尚為一可接受的比喻;然而這就帶到另一個問題:亞馬遜森林之於整體地球,是否真的貢獻了一定程度的氧氣量?

素有地球之肺美名的亞馬遜森林,其攝於2009年。圖/Wikipedia

長期來說,亞馬遜森林對於氧氣淨產量幾乎為零

依據英國牛津大學(Oxford University)生態學家 Yadvinder Malhi 的研究,事實上以長期來看,亞馬遜森林對於整體地球的氧氣淨產量幾乎為零。其理由在於,森林本身透過光合作用(photosynthesis)所產生的氧,會透由自身生態系統內生物的呼吸作用(respiration)、微生物分解枯葉或樹木等原因所消耗掉。因此,亞馬遜森林對整體地球所貢獻的氧氣其實非常低。

另一方面,美國科羅拉多州立大學(Colorado State University)大氣科學系教授 Scott Denning 則指出,產氧的生物通常會透由另一種方式消耗氧,如呼吸作用或是死亡後其他微生物對其的分解作用,因此目前生態系的產氧與耗氧幾乎都是相互抵消的。目前地球大氣中氧氣占近 20%,主要的提供者推測來自於海洋的藻類。由於在海洋,死亡的藻類生物有可能在尚未被微生物完全分解利用前便埋藏至海底,因此耗氧與產氧之間的抵消作用降低,便能緩慢增加地球整體的氧含量。然而這過程需要很長的時間尺度,並非一時片刻即可完成。

全球的氧氣透由陸地及海洋生態圈、大氣以及岩石圈之間交互作用達到傳輸與平衡。其中埋藏(burial)作用可增加大氣中的氧含量,而與岩石之間的氧化作用(oxidation)則會消耗大氣中的氧氣。圖/Wikipedia

既然亞馬遜森林對整體地球氧的淨產量幾乎為零,那麼難道對於地球的含氣量就沒有其他貢獻了嗎?

亞馬遜森林的功能,比你想得更複雜

答案恐怕沒這麼簡單。原因在於地球本身存在著複雜的生態系統,我們甚至可以這麼說:所有的生命與非生命之間都是透由某種關係息息相連著。我們現在已知,海洋中的藻類對於地球的供氧佔有重要角色,那麼亞馬遜森林是否能影響海洋中藻類的多寡?答案是有可能的。

亞馬遜森林中的植物透過蒸散作用,使水氣被帶至上空形成雲河

例如,亞馬遜森林中的植物透過蒸散作用,使水氣被帶至上空,形成了廣大的「雲河」。當這些雲河流動至山脈後,受地形抬升效應水氣凝結成水滴,落回至地面;在這過程中透過對岩石的侵蝕作用,進一步將其沉積物帶入海底,於是成了海洋中藻類的養分來源。更有趣的在於,海洋中的藻類也能透過另一種形式給予雨林養分。舉例來說,死亡的矽藻堆積在海底,經由數百萬年以上的地形作用,原本的海床成為了富含鹽的沙漠,於是當風將這些富含矽藻殼的塵土吹到雨林,便又成為了促進雨林生長的養分。

這一系列的交互過程,讓我們看到了地球上的生命與環境間的互動是如此的息息相關。因此,讓我們回歸到一開始的問題:「亞馬遜森林是否為地球貢獻了氧氣?」答案真的是否嗎?縱使亞馬遜森林本身在地球的氧氣淨產量不大,然而其除了具有維繫生物多樣性的重要性外,透過生物與非生物在不同時間尺度的作用,可以發現其與地球上每一份子的關係依然是緊緊相繫著。

也因此,亞馬遜森林是否為地球貢獻了氧氣?這個問題的答案,便取決了我們用什麼樣的角度與高度,看待這片孕育我們一切萬物的美麗大地。

參考資料


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關於作者

Pansci實習編輯,熱愛自然科學,期許自己能成為一個對人生永保好奇心的孩子。

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