世界各地的生态系统都在悄无声息地呼吸着。
植物吸收二氧化碳用于光合作用。与此同时，在它们生长和燃烧能量的过程中，它们又会将二氧化碳释放回空气中，这个过程被称为呼吸作用。这种情况发生在热带雨林、草原、苔原和沙漠中——任何有植被的地方。
目前，平均而言，世界陆地生态系统储存的碳多于释放的碳。事实上，科学家估计它们吸收了人类燃烧化石燃料所产生的所有碳排放量的至少三分之一。这使得自然生态系统成为阻止气候变化的关键资源。
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但科学家们担心，气温上升最终可能会破坏碳吸收和碳排放之间的微妙平衡。
当气温足够高时，光合作用和呼吸作用都会开始下降。但光合作用开始下降的温度远低于呼吸作用——通常在 64 到 82 华氏度之间达到峰值，具体取决于植物的类型。
当这种情况发生时——光合作用下降而呼吸作用继续增加——生态系统可能会开始释放比吸收更多的碳。
一项新研究警告说，对于世界大部分地区来说，这个临界点可能比预期的更近。它表明，如果温室气体继续以目前的速度上升，那么在短短几十年内，世界上近一半的陆地生态系统可能会跨越温度阈值。
“许多国家都依赖生物圈来抵消它们的部分排放，”主要研究作者、北亚利桑那大学的科学家凯瑟琳·达菲说。“我认为这项研究表明，这种抵消作用比我们之前意识到的要脆弱得多，而且我们比之前意识到的更接近潜在的气候临界点。”
该研究提取了来自遍布世界各地的科学传感器网络的数据，该网络被称为FLUXNET 网络。这些传感器测量各种大气变量，包括温度、湿度和当地二氧化碳水平。
通过分析来自世界各地的数据，达菲和她的同事们能够确定不同类型的生态系统如何应对当地温度的变化。通过建立这种关系，他们可以预测随着气候持续变暖，全球生态系统可能会如何变化。
如果不采取任何措施来遏制温室气体排放并减缓全球变暖，地球上多达 45% 的自然陆地生态系统可能会跨越临界点。
作者警告说，这还不是唯一坏消息。
近年来，一些科学家推测，植物可能会随着时间的推移适应全球变暖——也许会调整为在更高的温度下进行光合作用。新的研究表明，到目前为止，这种情况还没有发生。
该研究还表明，二氧化碳水平上升也没有起到太大作用。
由于植物利用二氧化碳进行光合作用，二氧化碳的增加理论上可以促进植物的生长。但许多专家警告说，这些好处可能会被气候变化的其他负面影响所抵消。到目前为止，数据似乎支持这种观点。
这项新的研究侧重于光合作用和呼吸作用之间的关系。但是，还有许多其他因素会导致生态系统开始释放碳——主要是森林砍伐、野火或干旱等重大干扰。
事实上，其他最近的研究警告说，这些类型的干扰正在威胁全球碳汇。
最近的一项研究发现，全球草原现在产生的碳与它们吸收的碳一样多，这主要是由于土地利用的变化和农业的扩张（气候电讯，1月6日）。其他研究发现，森林砍伐正日益威胁着世界各地热带森林的碳汇。
但仍有理由抱有希望。
研究指出，目前，世界上只有大约 10% 的自然生态系统达到了温度临界点——而且通常一次只持续一两个月。
而且，高升温情景——例如新研究警告的那种情景——绝非不可避免。该研究表明，如果世界设法坚持其气候目标，将全球气温控制在比工业化前水平高出约 2 摄氏度的范围内，那么世界自然生态系统将在很大程度上得到保护。
但达菲指出，这项新的研究应该作为一个警告，即世界自然碳汇并非坚不可摧。
“我们需要非常清楚地认识到生态系统服务的脆弱性——不仅仅是碳封存，还有生物圈提供的所有其他服务，”她说。“因为它是一个活生生的、呼吸着的地球组成部分。”
经 POLITICO, LLC 许可转载自E&E 新闻。版权所有 2021 年。 E&E 新闻为能源和环境专业人士提供重要新闻。