為什麼北方森林的二氧化碳呼吸更加深入?

由於氣候變化,近年來,二氧化碳進出廣闊的北方森林的流量一直在增加

北方森林似乎喜歡化石燃料燃燒產生的高水平二氧化碳。根據一項新研究,所有這些碳似乎使最北端的森林的生長速度達到了人類歷史上前所未見的水平。

斯克裡普斯海洋研究所的地球化學家希瑟·格雷文(Heather Graven)是新分析的主要作者,她表示:“與 50 年前相比,北方森林更加活躍”。該分析於 8 月 8 日在《科學》雜誌線上發表。她和她的同事記錄了碳進出森林的流量大幅增加,這些森林覆蓋了加拿大大部分地區以及俄羅斯和斯堪的納維亞半島的大片地區。她補充說:“生態系統可能會改變分配給不同結構的碳量,例如葉子、木材或根,從而改變其範圍或組成,或者由於氣溫升高而改變光合作用和呼吸作用的時間。”

在著名的鋸齒狀基林曲線中,該曲線描繪了大氣中二氧化碳含量不斷上升的情況,鋸齒——隨著北半球的季節性吸入和撥出而上升和下降——變得更長。也就是說,夏季低二氧化碳水平與冬季末高大氣濃度之間的差異變得更加明顯;過去 50 年中,變化的幅度增加了大約 50%。格雷文和她的同事透過比較 1958 年至 1961 年國際地球物理年期間和之後在遙遠的北部進行的測量以及 2009 年至 2011 年間進行的一系列飛機飛行測量,發現北方森林似乎在夏季吸收更多的二氧化碳,並在冬季釋放更多。總而言之,至少有 32% 的碳(即 13 億噸)在地球大氣和森林之間來回流動,這大約是北方森林每年儲存量的三分之二,並且超過了人類活動每年向大氣排放的碳總量的十分之一。


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這種二氧化碳的潮起潮落表明北方森林正在生長得更多,儘管幅度增加令人驚訝。這是否是由於整體生長更多還是由於對野火或害蟲的反應而生長,目前尚不清楚,但科學家們此前曾預計,更高水平的二氧化碳(在一定程度上起著肥料的作用)將促進植物生長。因此,一些研究發現,世界部分沙漠已經開始變綠

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在過去的十年中,在 20 世紀 90 年代迅速上升之後,平均地表溫度達到了一個變暖的平臺期。主要原因似乎是深海儲存熱量的速度比科學家最初預期的要快——在近幾十年裡,深度達 2,000 米的水域升溫了大約 0.1 攝氏度(相當於約 36 攝氏度的大氣升溫)。國家大氣研究中心的的氣候學家凱文·特倫伯斯(Kevin Trenberth)今年五月解釋說:“這相當新。”“這意味著地表短期變暖減少,但代價是長期變暖提前,並且海平面上升速度加快。”

儘管人們稱變暖趨於平穩為“暫停”,但 2012 年仍然是自 19 世紀末以來最溫暖的 10 年之一——所有這些都發生在 21 世紀初的暫停期間。正如美國國家海洋和大氣管理局的2012 年氣候狀況報告中所指出的,北極海冰達到了歷史最低水平,全球海平面達到了歷史最高水平。而且,無論短期內發生什麼,今天排放到大氣中的二氧化碳都將在未來很長一段時間內影響天氣。正如美國地球物理聯合會在 8 月 5 日釋出的關於氣候變化的修訂後的共識宣告中所說的那樣,“我們過去、現在和未來的排放將影響氣候系統數千年”。“溫室氣體排放量越高,變暖幅度越大,對社會和生態系統的風險也越大。”

就廣闊的北方森林而言,尚不清楚北方地區實際上從大氣中去除並封存在葉子、根和木材中,或在整個生態系統中封存了多少碳(如果有的話)。格雷文解釋說:“這就像你呼吸的深度與你是否增重之間的區別”。“我們沒有測量體重的增加。”但是,近年來,呼吸的深度有所增加,這表明目前這種幅度上升沒有放緩的跡象——就像人類活動產生的二氧化碳排放量繼續以每年約 3% 的速度增長,並且大氣中這種氣體的濃度在今年春天首次達到了百萬分之 400。無論北方森林呼吸得多深,化石燃料燃燒和其他人類活動都在繼續向空氣中排放更多的溫室氣體。

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