为什么北方森林的二氧化碳呼吸更加深入?

由于气候变化,近年来,二氧化碳进出广阔的北方森林的流量一直在增加

北方森林似乎喜欢化石燃料燃烧产生的高水平二氧化碳。根据一项新研究,所有这些碳似乎使最北端的森林的生长速度达到了人类历史上前所未见的水平。

斯克里普斯海洋研究所的地球化学家希瑟·格雷文(Heather Graven)是新分析的主要作者,她表示:“与 50 年前相比,北方森林更加活跃”。该分析于 8 月 8 日在《科学》杂志在线发表。她和她的同事记录了碳进出森林的流量大幅增加,这些森林覆盖了加拿大大部分地区以及俄罗斯和斯堪的纳维亚半岛的大片地区。她补充说:“生态系统可能会改变分配给不同结构的碳量,例如叶子、木材或根,从而改变其范围或组成,或者由于气温升高而改变光合作用和呼吸作用的时间。”

在著名的锯齿状基林曲线中,该曲线描绘了大气中二氧化碳含量不断上升的情况,锯齿——随着北半球的季节性吸入和呼出而上升和下降——变得更长。也就是说,夏季低二氧化碳水平与冬季末高大气浓度之间的差异变得更加明显;过去 50 年中,变化的幅度增加了大约 50%。格雷文和她的同事通过比较 1958 年至 1961 年国际地球物理年期间和之后在遥远的北部进行的测量以及 2009 年至 2011 年间进行的一系列飞机飞行测量,发现北方森林似乎在夏季吸收更多的二氧化碳,并在冬季释放更多。总而言之,至少有 32% 的碳(即 13 亿吨)在地球大气和森林之间来回流动,这大约是北方森林每年储存量的三分之二,并且超过了人类活动每年向大气排放的碳总量的十分之一。


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这种二氧化碳的潮起潮落表明北方森林正在生长得更多,尽管幅度增加令人惊讶。这是否是由于整体生长更多还是由于对野火或害虫的反应而生长,目前尚不清楚,但科学家们此前曾预计,更高水平的二氧化碳(在一定程度上起着肥料的作用)将促进植物生长。因此,一些研究发现,世界部分沙漠已经开始变绿

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在过去的十年中,在 20 世纪 90 年代迅速上升之后,平均地表温度达到了一个变暖的平台期。主要原因似乎是深海储存热量的速度比科学家最初预期的要快——在近几十年里,深度达 2,000 米的水域升温了大约 0.1 摄氏度(相当于约 36 摄氏度的大气升温)。国家大气研究中心的的气候学家凯文·特伦伯斯(Kevin Trenberth)今年五月解释说:“这相当新。”“这意味着地表短期变暖减少,但代价是长期变暖提前,并且海平面上升速度加快。”

尽管人们称变暖趋于平稳为“暂停”,但 2012 年仍然是自 19 世纪末以来最温暖的 10 年之一——所有这些都发生在 21 世纪初的暂停期间。正如美国国家海洋和大气管理局的2012 年气候状况报告中所指出的,北极海冰达到了历史最低水平,全球海平面达到了历史最高水平。而且,无论短期内发生什么,今天排放到大气中的二氧化碳都将在未来很长一段时间内影响天气。正如美国地球物理联合会在 8 月 5 日发布的关于气候变化的修订后的共识声明中所说的那样,“我们过去、现在和未来的排放将影响气候系统数千年”。“温室气体排放量越高,变暖幅度越大,对社会和生态系统的风险也越大。”

就广阔的北方森林而言,尚不清楚北方地区实际上从大气中去除并封存在叶子、根和木材中,或在整个生态系统中封存了多少碳(如果有的话)。格雷文解释说:“这就像你呼吸的深度与你是否增重之间的区别”。“我们没有测量体重的增加。”但是,近年来,呼吸的深度有所增加,这表明目前这种幅度上升没有放缓的迹象——就像人类活动产生的二氧化碳排放量继续以每年约 3% 的速度增长,并且大气中这种气体的浓度在今年春天首次达到了百万分之 400。无论北方森林呼吸得多深,化石燃料燃烧和其他人类活动都在继续向空气中排放更多的温室气体。

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