寒带森林环绕着地球，位于北半球的顶端，包括北美和欧亚大陆。也被称为针叶林或雪林，这一景观的特点是其漫长、寒冷和多雪的冬天。在北美，它从加拿大北部的北极圈和阿拉斯加一直延伸到美国的最北端，包括爱达荷州、华盛顿州、蒙大拿州和明尼苏达州。它是地球上最大的单一生物群落，占全球森林覆盖面积的30%。
麋鹿是北方森林中最大的有蹄类动物，以它们的长腿适应在丰富的沼泽、湖泊和河流中涉水，吃柳树、白杨和其他植物。在明尼苏达州北部的南部北方森林里，麋鹿曾经非常丰富，但它们的数量已经急剧下降。30年前，在该州的西北部，大约有4000只;现在大约有100个。在东北部，他们从近9000人下降到4300人。它们的数量下降得如此之快，以至于一些组织希望把它们列为中西部地区的濒危物种。
麋鹿的尸体在被发现之前迅速恶化，因此法医无法确定它们死亡的原因。一些专家推测，这可能是成千上万的蜱虫围攻了一种动物，使其虚弱。另一些人认为这是一种叫做肝吸虫的寄生虫，或者是因为冬天太热了，动物无法调节自己的体温，从而死于热应激。
但是安大略省彼得伯勒特伦特大学的生态学教授丹尼斯·默里认为，明尼苏达州和新罕布什尔州以及其他地方的麋鹿的死亡是一个更大的问题的征兆——一个巨大的森林生态系统正在迅速萎缩、死亡和发生变化。“北方森林正在分裂，”他说。“问题是什么将取代它?”
事实上，许多科学家对这片世界上最大的森林的状况深感担忧。北极和北方地区变暖的速度是世界其他地区的两倍。永久冻土正在融化甚至燃烧，大火正在烧毁前所未有的大片森林，昆虫的爆发吞噬了越来越多的树木。气候区向北移动的速度比森林移动的速度快十倍。此外，从伐木到石油和天然气，北方森林的工业发展也在不断增加。同样的现象也出现在俄罗斯、斯堪的纳维亚和芬兰。
这些森林急剧下降的令人不安的信号正是NASA刚刚启动一个大规模研究项目的原因叫上面-北极北部脆弱性实验，一项“重大实地活动”，未来十年将有21个实地项目。但这些研究将详细证实许多人所知道的正在进行中的事情。
“北方森林正在分崩离析。问题是什么将取代它?一位科学家说。
“北方森林有可能在本世纪达到一个临界点，”国际应用系统分析研究所(International Institute for Applied Systems Analysis)的阿纳托利·希维丹科(Anatoly Shvidenko)说关于北方针叶林的最新研究在《科学。“我们迫切需要将更多的注意力放在与这些森林有关的气候减缓和适应上。”
引爆点将包括所有担忧的根源:永冻层的无节制融化，这是上述项目的主要动力之一。北方的永久冻土更容易融化比北极更接近冰点如果发生大规模的融化，它将释放出更多的二氧化碳和甲烷，它们已经在冻土中存在了数千年，并带来更多的变暖，然后是更多的解冻，这是一个危险的循环。“科学家称之为积极反馈，但大多数人称之为恶性循环，”上述项目的首席支持科学家彼得·格里菲斯(Peter Griffith)说。
默里已经研究北方森林25年了，他和他的同事们亲眼目睹了许多变化。在不列颠哥伦比亚省，该省80%的成熟黑松属植物(另一种北方物种)最近死于山松甲虫，由于全球变暖，山松甲虫的活动范围和季节都大大扩大了。北方森林的主要树种——白云杉和黑云杉也在大量死亡。“西南部的育空地区看起来与25年前我获得硕士学位时大不相同，”他说。“你走到哪里都有死尸。”
NASA在其研究中也发现了很多森林褐变现象，生长减少的大片森林在比正常夏天更热的时候变成了棕色哪一个导致了更大更热的火灾以及永久冻土的融化。ABoVE项目的首席科学家斯科特·戈茨(Scott Goetz)说:“严重的火灾会烧毁一英尺或更多的有机土壤，而这就是保持永久冻土冻结的绝缘层。”“一旦取出，解冻的速度会快得多。”
大火也改变了植被。Goetz说:“当你移走有机土壤时，落叶重新生长，而且可以持续几十年。”“也许它再也不会以针叶树的形式回来了。”
通常，当黑云杉死后，它会被新的黑云杉取代。Murray说道:“这种情况已经持续了很长时间，但现在已经不存在了。“你失去了云杉，失去了所有生活在云杉中的生物，基本上就是北方针叶林中的所有生物。我们看到的现象和我们在驼鹿、猞猁和雪靴兔身上看到的一样。驯鹿的肚子会非常非常快地胀起来。它们的活动范围正在迅速向北缩小。”
北方森林也是大约50亿鸟类的家园。许多物种已经将它们的活动范围向北转移。“气候变化产生影响的速度比我们想象的要快得多，”国际北方森林运动(International northern Campaign)专注于鸟类研究的资深科学家杰夫·威尔斯(Jeff Wells)说。“研究人员认为50年或100年才会发生的变化，在10年里就发生了。”
一个模型显示，安大略省和魁北克省的北方针叶林正在出现一个巨大的缺口。
但在如此庞大的系统中，变化是复杂的。森林不仅仅是向北退却，它在内部的一些地方正在死亡，而在其他地方却存活得很好。2015年的一项研究研究发现，虽然阿拉斯加内陆的北方云杉林由于温暖的气温正在灭绝，但该州西海岸的这片森林却在蓬勃发展。
垂死的云杉、驼鹿、猞猁和其他变化是科学家们试图联系起来的点，以了解北美北方针叶林在未来半个世纪的样子。
值得注意的是，在一个如此庞大而复杂的系统中，有如此多的变量，很难准确预测。例如，预测的变化是基于政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)对2100年之前气温将上升约10度的预测。如果温度上升得更快或更高，变化可能会更快、更深刻或不同于模型。许多变化可能是无法预测的。
默里的模型显示，在安大略省和魁北克省的北方森林中出现了一个巨大的缺口，一个大约500公里到350公里的缺口。随着黑云杉和白云杉的消失，这片连续的森林将被分割成两个独立的森林——一个在东边，另一个在西边。然后，这个缺口可能会变成草地或卡罗来纳森林生态系统，它主宰着安大略省北部森林的南部，以橡树、枫树、黑核桃和其他落叶物种为特征。
随着云杉的生长，它的居民也跟着生长。默里说:“我们预测，在未来的几年里，安大略省中部地区将不会有猞猁、驼鹿或野兔，所以我们将在两边有不同的种群。”它可能导致物种种群之间的中断和遗传多样性的丧失。
默里创造了一个术语来描述变暖对北方气候碎片化的影响。默里说:“因为这是一个渐进的过渡，它不会是真正的北方落叶林，也不会是真正的落叶林。”“生态系统可能会变得不那么稳定，对外来入侵更加开放。”
积雪覆盖的变化已经在推动变化。在一些地方，雪覆盖地面的时间较短，雪的状况也在发生变化。不是整个冬天都是三英尺厚的蓬松的雪，而是温度上升，融化雪，然后变冷，把它冻结成冰，一次又一次。在这种情况下，猞猁失去了进化优势，因为它们的爪子很厚，有衬垫，就像雪地鞋一样，可以让它们在厚厚的雪地上捕猎。“这影响了它们的生存能力，”默里说。另一方面，土狼的塑料和柔韧性极强。一百年前它们不在北方森林里，但现在它们在那里。它们并不是无处不在，因为它们不能在深雪中生存，但这种情况正在改变。”它们与猞猁争夺猎物，捕食野兔和松鼠。
北方森林不仅仅是森林。它已经融入了这个地区的生活和文化。
北方森林的大量死亡可能会对全球气候系统产生严重和不可预测的影响。当不列颠哥伦比亚省的罗奇波尔森林死亡时，该省从一个碳汇变成了一个碳源，因为死亡的森林释放了大量储存的二氧化碳。如果北方的云杉消失了，它们也可以通过释放二氧化碳来改变气候系统。因为它们是深色的，它们也吸收热量，但是没有树木，被雪覆盖的景观会反射更多的太阳能回大气中。
了解未来50或60年内会发生什么，以及在哪里发生，对保护和其他策略都很重要。北方森林，尤其是在加拿大，不仅仅是森林。它已经融入了这个地区的生活和文化。成百上千的原住民把北方森林称为他们的家，他们依靠北方森林为生，狩猎驼鹿和北美驯鹿，采摘浆果，捕鱼。造纸和木材工业也依赖于健康的北方森林。
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NASA正在进行的研究将被用来帮助确定北方森林的社区和土地管理者可能如何适应变化。例如，育空地区的多尔羊数量正在减少，这也是美国宇航局一项研究的主题。研究结果将提交给加拿大的省级和联邦官员，以便他们就从狩猎到土地管理等一系列问题做出决定。
与此同时，为了减缓北方永久冻土的融化，国际北方保护运动发起了一项“冷碳储存运动”。该倡议旨在以尽可能保持冰冻的方式管理北方森林——例如，不要在其上修建道路，或者建立新的大规模碳储备。
但这些措施只能起到这么多作用。关于北方森林命运的真正决定取决于国际社会。这不是一个好的迹象,当我联系了加拿大西尔维瑟林务局科学家的科学论文的主要作者调查了北方的威胁时,我被告知由公共事务官,面试将在“深度背景只有“没有归因她或她的雇主。加拿大联邦政府面临着一些世界上最严重的气候变化威胁，已经竭尽全力压制有关这一问题的任何讨论。
然而，尽管科学家们加大了研究力度，但他们知道，最终的答案不是适应气候变化或进行更多的研究，而是迅速减少全球二氧化碳排放，迄今为止，这一目标几乎没有实现的希望。美国宇航局的格里菲斯说，这种情况让他想起了他的父亲，一位小镇医生。“即使病人一次又一次地无视他的建议，他也会继续治疗病人，”他说。“气候和生态系统领域的很多人都发现自己正面临着类似的问题。”