北極凍土帶儲存的碳量約為大氣層的兩倍，這使其最終命運成為氣候變化影響的嚴重程度和速度的關鍵因素。
現在一項研究報告稱，關於凍土碳如何在北極湖泊和河流中分解的舊假設可能是錯誤的。根據美國國家科學基金會支援的這項研究，將碳轉化為二氧化碳的真正罪魁禍首在許多情況下是陽光，而不是細菌。
這些發現可能會改變對多少凍土土壤碳（約佔世界土壤碳總量的一半）轉化為溫室氣體並釋放到大氣中的估計。它們還表明，氣候變暖可能會加劇北極水域二氧化碳的釋放，因為隨著時間的推移，更多的脆弱區域將暴露在陽光下。
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“沒有人知道有多少來自凍土土壤的碳將以二氧化碳的形式釋放到大氣中，但要回答這個問題，我們必須知道它將如何發生，”水生化學家、研究報告的主要作者羅斯·科裡說道，該研究發表在8月下旬的《科學》雜誌上。“如果我們只考慮細菌的作用，我們將得到錯誤的答案。”
細菌活動仍然是在土壤中直接和在水道黑暗區域分解碳的主要因素。然而，大量來自融化凍土的碳被衝出土壤進入北極河流和湖泊。科裡在一封電子郵件中說，正是在這些河流和湖泊中，陽光正在發揮比以前認為的更大的作用。
她和其他科學家在2011年至2013年間對阿拉斯加庫帕魯克河流域附近的135個湖泊和73條河流進行了取樣，並比較了這些樣本在有光和無光條件下溶解有機碳轉化為二氧化碳的速率。他們發現，透過陽光分解溶解碳約佔北極地表水釋放的所有二氧化碳的三分之一。在這些水域中，陽光將溶解碳轉化為二氧化碳的速度也至少是細菌的兩倍。科裡說，陽光效應以前沒有被記錄下來。
雖然湖泊和河流不構成北極二氧化碳釋放的大部分，但它們發揮著不成比例的作用。科裡解釋說，這是因為陸地北極的大部分地區仍然是碳匯，因為植物吸收了二氧化碳。因此，那裡的大部分二氧化碳釋放都被植物抵消了。
呼籲制定碳預算
她說，如果湖泊和沿海水域隨著持續變暖而在本季更早地無冰，氣候變化可能會加劇陽光過程。目前，阿拉斯加北極地區的大多數湖泊在五月份都被冰覆蓋，但這種情況可能會隨著時間推移而改變。
“與夏季後期相比，五月至六月北極地區的陽光更多、更強烈……天氣變暖可能會導致湖泊更早地無冰，從而導致更多二氧化碳釋放，”她說。
研究報告的合著者、俄勒岡州立大學微生物生態學家拜倫·克拉普在一份宣告中表示，陽光在分解碳方面如此有效的一個主要原因是，北極地區的大部分淡水都很淺，陽光可以到達任何河流的底部。“此外，北極地區的河流和湖泊幾乎沒有遮蔭，因為沒有樹木，”克拉普說。
目前尚不清楚這種現象在多大程度上是北極特有的。瑞典科學家拉斯·特蘭維克在《科學》雜誌的一篇隨刊文章中指出，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於北極地區的排放量，未來的因素可能會改變陽光的重要性。
然而，科裡說，許多先前的工作都集中在深湖泊，而不是淺水區。“因為淺湖泊比深湖泊多得多，所以我們的發現很可能適用於北極以外的地區，”她說。
這篇論文符合關於融化凍土中碳迴圈的研究體系。例如，去年，科學家報告稱，凍土中的溼度水平可能會對溫室氣體釋放產生重大影響（《氣候導報》，2013年7月29日）。
加州大學聖巴巴拉分校教授莎莉·麥金太爾沒有參與這項工作，她說這篇論文意義重大，尤其是在最近的分析表明，一些關於北極河流和湖泊排放量的初步估計可能過於保守的情況下。
“預計從融化凍土中釋放的碳量很高，預計北極水域的排放量將與世界其他地區的土地利用變化造成的排放量相當。需要準確的碳預算來推動適當的公共政策，”麥金太爾說。
經環境與能源出版有限責任公司許可，轉載自《氣候導報》。www.eenews.net, 202-628-6500