北极冻土带储存的碳量约为大气层的两倍，这使其最终命运成为气候变化影响的严重程度和速度的关键因素。
现在一项研究报告称，关于冻土碳如何在北极湖泊和河流中分解的旧假设可能是错误的。根据美国国家科学基金会支持的这项研究，将碳转化为二氧化碳的真正罪魁祸首在许多情况下是阳光，而不是细菌。
这些发现可能会改变对多少冻土土壤碳（约占世界土壤碳总量的一半）转化为温室气体并释放到大气中的估计。它们还表明，气候变暖可能会加剧北极水域二氧化碳的释放，因为随着时间的推移，更多的脆弱区域将暴露在阳光下。
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“没有人知道有多少来自冻土土壤的碳将以二氧化碳的形式释放到大气中，但要回答这个问题，我们必须知道它将如何发生，”水生化学家、研究报告的主要作者罗斯·科里说道，该研究发表在8月下旬的《科学》杂志上。“如果我们只考虑细菌的作用，我们将得到错误的答案。”
细菌活动仍然是在土壤中直接和在水道黑暗区域分解碳的主要因素。然而，大量来自融化冻土的碳被冲出土壤进入北极河流和湖泊。科里在一封电子邮件中说，正是在这些河流和湖泊中，阳光正在发挥比以前认为的更大的作用。
她和其他科学家在2011年至2013年间对阿拉斯加库帕鲁克河流域附近的135个湖泊和73条河流进行了采样，并比较了这些样本在有光和无光条件下溶解有机碳转化为二氧化碳的速率。他们发现，通过阳光分解溶解碳约占北极地表水释放的所有二氧化碳的三分之一。在这些水域中，阳光将溶解碳转化为二氧化碳的速度也至少是细菌的两倍。科里说，阳光效应以前没有被记录下来。
虽然湖泊和河流不构成北极二氧化碳释放的大部分，但它们发挥着不成比例的作用。科里解释说，这是因为陆地北极的大部分地区仍然是碳汇，因为植物吸收了二氧化碳。因此，那里的大部分二氧化碳释放都被植物抵消了。
呼吁制定碳预算
她说，如果湖泊和沿海水域随着持续变暖而在本季更早地无冰，气候变化可能会加剧阳光过程。目前，阿拉斯加北极地区的大多数湖泊在五月份都被冰覆盖，但这种情况可能会随着时间推移而改变。
“与夏季后期相比，五月至六月北极地区的阳光更多、更强烈……天气变暖可能会导致湖泊更早地无冰，从而导致更多二氧化碳释放，”她说。
研究报告的合著者、俄勒冈州立大学微生物生态学家拜伦·克拉普在一份声明中表示，阳光在分解碳方面如此有效的一个主要原因是，北极地区的大部分淡水都很浅，阳光可以到达任何河流的底部。“此外，北极地区的河流和湖泊几乎没有遮荫，因为没有树木，”克拉普说。
目前尚不清楚这种现象在多大程度上是北极特有的。瑞典科学家拉斯·特兰维克在《科学》杂志的一篇随刊文章中指出，一些先前的研究表明，地球上所有湖泊的二氧化碳排放量都低于北极地区的排放量，未来的因素可能会改变阳光的重要性。
然而，科里说，许多先前的工作都集中在深湖泊，而不是浅水区。“因为浅湖泊比深湖泊多得多，所以我们的发现很可能适用于北极以外的地区，”她说。
这篇论文符合关于融化冻土中碳循环的研究体系。例如，去年，科学家报告称，冻土中的湿度水平可能会对温室气体释放产生重大影响（《气候导报》，2013年7月29日）。
加州大学圣巴巴拉分校教授莎莉·麦金太尔没有参与这项工作，她说这篇论文意义重大，尤其是在最近的分析表明，一些关于北极河流和湖泊排放量的初步估计可能过于保守的情况下。
“预计从融化冻土中释放的碳量很高，预计北极水域的排放量将与世界其他地区的土地利用变化造成的排放量相当。需要准确的碳预算来推动适当的公共政策，”麦金太尔说。
经环境与能源出版有限责任公司许可，转载自《气候导报》。www.eenews.net, 202-628-6500