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到2050年森林可能从二氧化碳 “碳汇”转变为“碳源”

花匠小妙招
2024-10-31 01:24

如今森林和其他陆地生态系统吸收了人类30%的二氧化碳污染，但全球快速变暖可能会在几十年内将这些天然 "碳汇 "转化为"碳源"。

有研究者将二氧化碳描述为 "植物的食物"，认为温室气体排放的增加将被植物的大量生长所抵消。但新的研究表明，超过一定的温度阈值（取决于地区和物种的不同），植物吸收二氧化碳的能力会下降。研究人员本周在《Science Advances》杂志上提出，根据目前的温室气体排放趋势，到本世纪末，全球一半的陆地生态系统中的植物开始向大气中释放碳的速度可能比它们吸收碳的速度快。北亚利桑那大学Katharyn Duffy领导的一个团队提出，储存最多二氧化碳的生态系统（如热带和北方森林）可能会在本世纪中叶失去其作为碳汇的45%以上的能力。

这项研究不是基于建模，而是基于25年期间收集的数据，温室效应导致的更高的温度可能会降低土地碳吸收，如果没有考虑到这一点，就会 "严重高估 "地球植被在减少全球变暖方面可能发挥的作用。研究人员预测"陆地生物圈的温度临界点不在本世纪末或以后，而是在未来20到30年内。"

理解这个过程发生的关键是光合作用和呼吸作用之间的区别，这两个化学过程对植物生命至关重要，它们对气温上升的反应不同。植物从阳光中获取能量，通过叶子和土壤中的水吸收二氧化碳，产生糖分以促进生长和氧气，然后释放到空气中。这就是光合作用，只有在有日光的情况下才能进行。相比之下，通过呼吸作用将能量转移到细胞（二氧化碳作为废物排出）则是昼夜不停地进行的。

为了找出是否存在一个温度，超过这个温度，陆地生态系统就会开始吸收更少的二氧化碳，研究团队分析了一个名为FLUXNET的全球观测网络的记录，时间跨度为1991年至2015年。FLUXNET主要是跟踪生态系统和大气之间二氧化碳的移动。

他们发现，根据植物的类型，全球光合作用在一定的温度下达到顶峰，之后就会下降。研究发现，储存二氧化碳最多的生态系统，如热带森林，到本世纪中叶可能会失去近一半的碳汇能力。然而，呼吸速率在所有类型的生态系统中都会增加，并且似乎没有达到最高阈值。也就是说，在较高的温度下，呼吸速率继续上升，而光合作用的速率则急剧下降。如果碳排放继续有增无减，这种分化将可能使二氧化碳吸收量最早在2040年下降一半。

将全球变暖限制在比工业化前水平高两摄氏度以下，这是2015年巴黎气候协定的基本目标，这一目标使生物圈生产力接近当前水平，保留大部分土地碳吸收量的能力。不过，到目前为止，地球已经升温了至少1.1℃，除非迅速大幅减少排放，否则到本世纪末，地球可能再升温两到三度。到时候，植物对二氧化碳都没办法了，我们人类还能想出什么更好的办法吗？

论文标题为《How close are we to the temperature tipping point of the terrestrial biosphere?》。