暖化临界点更近了 研究:土壤湿度是陆地吸碳力关键

知见

2018年全球碳排创下新高,光是美国就增加了3.4%,海洋跟森林吸碳量都接近上限。哥伦比亚大学学者的最新研究结果再次确认,缓解气候变化刻不容缓——极端气候可能影响陆地吸碳的能力,气候潮湿年份的吸碳量无法补回干旱年份减少的吸碳量。

41084983951_111b577fa3_b.jpg极端气候可能影响陆地吸碳的能力。图片来源:Blanscape/Shutterstock.com

人为排放温室气体二氧化碳,导致地球大气中二氧化碳浓度升高,气候系统被人类活动改变。海洋、森林和草原会吸收部分人类排放的二氧化碳,目前吸收比例大约是50%,反映在珊瑚白化、海洋酸化以及森林储碳增加等现象。

“不过,我们并不清楚陆地是否能继续照这个比例吸收人为碳排。一旦陆地达到吸收上限,全球暖化会加速,对人类和环境造成严重后果。这表示我们真的必须立刻行动,避免气候变化继续恶化。”主持研究的哥伦比亚环境工程系副教授、地球学院兼任教授根廷(Pierre Gentine)表示。

根廷和他的博士生格林(Julia Green)合作,探讨气候干湿循环和长期干旱趋势如何影响陆地吸收二氧化碳。他们也认为,降雨规律将会改变,影响地球植被吸碳的能力。

为了定义植物和土壤的吸碳量,根廷和格林用政府间气候变化专门委员会(IPCC)所定义的“净生物区系生产力”(net biome productivity,NBP)来计算,也就是一个地区的净碳增加或减少,等于生态系产碳减去森林大火或砍伐等活动造成的碳损失。

研究团队用“全球陆地大气耦合实验-耦合模型比对计划”(Global Land Atmosphere Coupling Experiment – Coupled Model Intercomparison Project,GLACE-CMIP5)的四个地球系统模型跑一系列的实验,隔离出土壤湿度改变所导致的NBP减少,分析出长期土壤湿度趋势改变对土壤吸碳能力的影响。

“我们发现NBP的值,也就是地表的净碳增加,在土壤湿度没有变异时是有变异时的两倍。”格林说,“如果土壤湿度持续照目前速度减少NBP,陆地吸碳量到本世纪中继续减少——如模型所显示——我们很可能会经历大气中二氧化碳浓度大幅增加,以及相对应的暖化和气候变化。”

根廷和格林的研究结果显示,土壤湿度变异和变干都会减少碳汇。

“简言之,如果接下来100年没有干旱跟热浪,也没有长期干旱,陆地吸碳的能力会是现在的两倍。因为土壤湿度对碳循环非常重要,跟陆地吸碳能力高度相关。”根廷说。

关于植物如何因应水压力还有许多不确定性,根廷和格林将继续探讨如何量化研究土壤湿度改变对植物的影响。

他们的研究范围目前聚焦于热带地区,因为变量最多、碳汇最高,探讨植物活动如何因土壤湿度改变和大气干燥程度而改变。