在澳大利亚悉尼以西的桉树森林中，六座由25米高的白色管子戳在树梢上方的敞开的塔楼。在2012年，二氧化碳气体开始流动从管子中，将环内的水平提高到全球平均二氧化碳浓度近40％，为每百万份405份。四年来，浸入碳浴中的树木将其中的一些植入叶子，根和木头中，并呼吸其余的树木。当西悉尼大学和同事的生态学家Mingkai Jiang测量了所有这些活动的结果时，他们感到震惊。尽管以二氧化碳的形式填充植物食品，但树木尚未设法生长更大的东西，研究人员在4月报道自然。
几乎在世界各地的一半，蛇穿过巴拿马巴罗科罗拉多岛的叶子丛土壤。电线通过电线两年，将土壤温度提高了4摄氏度，模仿了可能的未来。发现的结果再次令人醒目：温暖的土壤比没有加热的对照地块增加了55％的碳，这表明热带土壤可能在温暖的未来中成为有效的二氧化碳来源。
自从全球气候变化被认为是主要威胁以来，科学家一直在努力确定随着二氧化碳水平和温度升高，尤其是森林，尤其是森林，尤其是森林可以吸收。基本的植物生理学和小型树幼苗实验表明，随着二氧化碳的上升，光合作用也是如此。直到一定程度，温暖也会榨汁，就像在温室中种植植物的任何人所知道的那样。如今，森林吸收了超过四分之一的人类的二氧化碳排放，并且超过万亿吨的碳居住在树木和森林土壤中 - 自工业革命开始以来人类发出的碳的两倍以上。
一位专家说：“看起来温度的结果超过了二氧化碳的好处。”
但是，在未来几十年中，这种碳在实际生态系统中会发生什么 - 随着热，干旱，火灾，风暴以及昆虫和疾病的暴发都恶化了。新一代的现场实验和计算机模型正在解决有关森林未来的一些最大的开放问题。
他们的结果似乎正在融合坏消息：更高的二氧化碳浓度不一定会加速森林的生长，变暖的土壤似乎比以前认为的要大得多，气候驱动的祸害威胁着比它们更快地杀死树木，使森林在全球范围内变化。进入碳的来源，而不是下沉。最令人担忧的是，较高的温度本身可能会导致植物的生理变化，从而降低其光合作用和生长的能力。华盛顿州里奇兰（Richland）太平洋西北国家实验室的地球科学家内特·麦克道威尔（Nate McDowell）说：“温度的结果似乎超过了二氧化碳的好处。”
最重要的是，变化的气候已经在击败世界各地的森林，未来的影响可能会变得足够严重，以消除森林完全隔离碳的能力。
但是一些科学家担心他们的同龄人缺少甚至遭受森林所能提供的巨大气候利益。“我担心我们对下降的水槽的痴迷将被公众误解。“在森林中，一吨碳在森林中总是有很多碳。”
白管的环在澳大利亚悉尼附近的一个研究地点泵送到桉树上的二氧化碳水平升高到桉树上。由贝琳达·梅德林（Belinda Medlyn）提供
许多科学家认为，森林可以通过将碳存储在长寿木材和根中来维持甚至增加碳固存，在接下来的几十年中，这可能会为气候变化提供大量制动。没有一个认真的科学家认为，这种“自然气候解决方案”免除了削减化石燃料排放的国家，但有些人希望他们至少可以提供至关重要的呼吸空间，以摆脱气候变化最严重的影响。
几条证据支持了这一观点。在自由二氧化碳富集（面部）实验中，淹没了美国东南部的年轻森林，二氧化碳浓度高，树木加速了它们的生长，至少直到他们达到另一个生长极限，例如土壤养分。2011年的一项重大研究发现“世界森林中的一个大而持续的碳水槽”并将其归因于成熟的热带和北方森林。以及基于卫星进行的测量的研究表明地球表面的主要绿色自1980年以来，一些科学家认为这表明森林正在从大气中吸收大量碳。气候怀疑论者有时会提出这些发现，以使人们对全球变暖是主要威胁的科学共识提出怀疑。
尽管气候科学家彻底拒绝这种观点，但许多人热情地促进了森林吸收碳的能力。去年夏天，一本备受瞩目的论文的主要作者，称为植树“今天可用的最佳气候解决方案”，尽管作者后来澄清了它不能代替减少排放。
现在，随着越来越多的研究记录，森林砍伐，火灾，干旱和昆虫爆发的原因使树木死亡的令人震惊的增加，因此，许多乐观情绪似乎正在消失。在过去的两年中，二文件根据长期的现场数据，发现树木死亡正在赶上整个美洲的增长。和最近对300,000棵树的研究，，，，led by researchers at the University of Leeds in the United Kingdom and the Royal Museum for Central Africa, estimated that intact African forests’ capacity to remove carbon will decrease by 14 percent by 2030. The Amazon, meanwhile, could stop removing carbon dioxide altogether as early as 2035, as trees begin to die so quickly that forests start shedding carbon as fast as they pack it on. Others have found evidence that parts of the Amazon rainforest已经翻转了从存在碳汇到碳源。
最近的一项研究发现，世界各地的完整森林中的树木死亡的速度是过去的两倍。
同时，对卫星数据进行更仔细的分析波士顿大学地球科学家Ranga Myneni及其同事透露，以前的研究中看到的许多绿化都不是由于森林的加速增长，而是由于中国的一项广泛的，数十年的植树倡议，与对农业在农业中的迅速加强相结合中国和印度随着种植者获得资本的获取，并大规模采用肥料和灌溉。
在5月发布给预印服务器的一项研究，并且仍在等待同行评审，Myneni的团队已经走得更远，报道说，卫星数据的长期绿色趋势可能开始下降，这与现场森林研究一致。Myneni说：“我们已经开始看到有一个新兴的褐变信号。”
发表的两篇论文科学，，，，5月和一个在六月，试图理解各种矛盾的证据。两者都发现了警报的原因。
分析了先前的研究和树木人口统计数据集的五月论文的作者报告说，世界各地完整森林中的树木死亡的速度是过去的两倍，减少了这样的碳这样的碳可以吸收多少碳和多长时间保持锁定。
领导这项研究的太平洋西北国家实验室的麦克道尔说，尽管大火，干旱和其他因素正在发挥作用，但森林似乎也从碳施肥主导的时期转变为以一种称为蒸气压力不足的现象为主导的时期。蒸气压力不足可以量化空气可以持有多少水与在给定位置和时间所容纳多少水之间的差异。当蒸气压力不足升高时（例如，当温度升高而没有湿度伴随凹凸的情况下升高时），植物可以通过关闭气孔来避免水分流失，叶子中的口腔样细胞使水和二氧化碳进入。长期，生长和二氧化碳吸收。
科学家Bruno Portela和Iain Hartley从土壤水分探针中提取数据，作为Amazonface项目的一部分。JoãoM。Rosa/Amazonface
麦克道威尔说，蒸气压力不足“是植物真正回应的。”“可以说，这是驾驶的最关键变量，在全球范围内，是死亡率的趋势。”
另一个科学纸张于6月发表，为政府和其他希望通过种植树木或恢复森林的计划与气候变化作斗争的政府和其他实体添加了明确的警告。作者写道：“气候驱动的风险可能从根本上损害21世纪的森林碳汇。”
犹他大学的生物学家威廉·安德烈格（William Anderegg）说：“如果我们完全忽略了这些气候驱动的骚乱中森林的风险。”
尽管如此，尽管最近在森林数据集和卫星研究方面取得了进展，但科学家还是由于实验短缺而阻碍了他们的预测，这些实验可能会显示现实世界中的森林如何对未来的条件做出反应。这样的实验是昂贵的，耗时的，并且在逻辑上充满烦恼 - 尤其是在热带地区，强烈的湿度和降雨可能会像动物一样损坏设备。德国慕尼黑技术大学的生态学家卡特林·弗莱舍（Katrin Fleischer）说：“一切都在对您不利。”
温暖热带土壤的努力说明了挑战。英国爱丁堡大学的生态学家安德鲁·诺丁汉（Andrew Nottingham）发起了巴拿马研究，以填补科学文献的主要空白：在温带和北方森林中进行了数十种土壤变暖实验，发现碳损失增加了，但大约三分之一森林土壤碳在已经变暖的热带地区。诺丁汉获得了允许在史密斯史密斯热带研究所的一块地面，该研究所位于巴拿马运河地区。在收集和分析了两年的数据之后，他发现土壤排放量飙升了一半以上，这种效果无法通过理论预测。他的研究将很快出版。诺丁汉说：“ [气候]模型在热带土壤中的变暖下缺少大量的二氧化碳来源。”
不管将来有多少碳森林吮吸，保留森林对于气候稳定至关重要。
悉尼以外的研究是在任何地方成熟森林中进行的首次碳施肥实验之一。三个管道泵出二氧化碳，而另外三个没有作为对照。另外三个控制区根本没有环。四年来，科学家在碳穿越树木，茎和根时追踪了碳。大约一半的碳进入土壤，并通过微生物呼吸回大气。其余的大部分都是树木本身的呼吸，类似于我们的呼气如何释放二氧化碳。在实验图中，树木长于对照地块的生长。
该实验产生了针对成熟森林中碳肥作用的最明显的证据之一。（先前在瑞士成熟的落叶森林中进行的一项研究得出了类似的结果，但是该实验仅在树茎上进行了二氧化碳，而不是整个森林。）三分之一伯明翰附近的碳含量实验在英国已经运行了三年多，将添加其他数据。
不过，即使这些实验也不会回答所有问题。到目前为止所研究的森林相对单调 - 悉尼森林仅由一种物种（桉树）主导 - 在某些热带森林中，有200多种树种可以在一公顷内混合。这些森林全年也是温暖和阳光普照的，促使增长率提高。
因此，一群研究人员一直在寻求多年来在亚马逊中心的马纳斯附近建立一个面部实验，以研究在富含碳富含碳的未来的成熟，多样性的热带森林。重要的问题之一是，在热带森林中常见但在其他地方不存在磷的作用，在调节森林生长方面发挥了哪些作用。
研究员安德鲁·诺丁汉（Andrew Nottingham），位于巴拿马巴罗科罗拉多岛（Barro Colorado Island）的一个研究地点。该实验将土壤温度提高了4度，以模拟未来条件并追踪碳输出。由史密森尼档案馆提供
“As long as we do not experiment with the forests in a systematic and controlled way, I don’t think we’ll be able to reduce the uncertainty,” says David Lapola, a climate scientist at the University of Campinas in Brazil who is leading the Amazon FACE effort. Uncertain funding and the反科学制度拉波拉说，巴西总统贾尔·博尔森罗（Jair Bolsonaro）的努力使这项工作变得复杂了，但是巴西和德国资助者之间的潜在合作伙伴关系仍然有待解决，这为数百万美元的项目带来了新的生活。
最终，来自实验，卫星研究和森林情节网络的见解流入了极为复杂的地球系统模型，这些模型将诸如政府间气候变化（IPCC）诸如预测未来气候变化的情况下进行了分组。在明年到期的下一份IPCC报告中，目前正在评估的模型的一代已经在几十年中取得了巨大改善。现在，它们明确代表了许多森林类型，许多森林包括动态氮气周期和改善的树木死亡率统计。
然而，由于剩余的不确定性，一些地球系统模型投影了，在2100年，陆地生态系统每年可以隔离到每年367亿吨二氧化碳 - 大约是现在的四倍，而其他人则预测了释放。多达220亿吨。590亿吨的巨大范围远远超过了当今各种来源的年度全球排放，并且可能在可怕但易于管理的气候和全球灾难之间产生差异。
埃利斯（Ellis）说，无论将来有多少碳森林会吸收多少，保持森林的站立和生长对于气候稳定仍然是至关重要的。将碳存储在森林中，农田和其他生态系统。他的团队限制了其对这种解决方案的碳潜力的估计，他们认为可以肯定地锁定了碳，并且还没有指望二氧化碳施肥中的额外碳。他担心进一步讨论科学细节可能会延迟实施验证的解决方案。
但是，犹他大学的安德烈格（Anderegg）警告说，如果促进自然气候解决方案的组织对站立森林的未来风险没有更好的解释，那么他们的努力最终可能几乎没有做任何事情来抗击气候变化。
安德烈格（Anderegg）说：“我对没有最好的科学来指导我们的政策和行动，我们对我们的态度太快。”“我宁愿看到我们做正确的事情，而且要慢一点，也不愿做得更好，而且做得不好。”
