導(dǎo) 讀

陸地上極端干旱缺水的地區(qū)會形成沙漠（比如塔克拉瑪干沙漠）。沙漠是沙的世界，放眼望去，不見綠色，不見生命，但見黃沙；沙丘起伏綿延，似乎延展到世界的盡頭。

然而，誰又能想得到，這浩瀚的沙海下，居然隱藏一個咸水的“海洋”（地下咸水）。

中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的一項(xiàng)最新研究確認(rèn)，這個咸水“海洋”，和真正的海洋一樣，也是一個“碳匯”，是全球相關(guān)科學(xué)家苦苦尋求的“迷失碳匯”的一部分。

化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，部分存儲于大氣（導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度升高），部分進(jìn)入海洋，但還有一部分不知去向，即所謂的“迷失碳匯”。

幾十年來，相關(guān)科學(xué)家付出了巨大的努力，尋找“迷失碳匯”的去向，并基本確定其在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，但具體在陸地生態(tài)系統(tǒng)的哪一部分？森林、草地還是農(nóng)田？

北半球溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)被確認(rèn)為碳匯，但確認(rèn)的量遠(yuǎn)沒有“迷失碳匯”那么大。

沙漠或荒漠區(qū)植被稀疏甚至完全荒蕪，土壤貧瘠（有機(jī)碳含量極低），長期以來被認(rèn)為不可能大量吸收二氧化碳而形成碳匯。直到幾年前，中美兩國科學(xué)家?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)沙漠或荒漠區(qū)有進(jìn)入地表的二氧化碳通量，并據(jù)此推測荒漠區(qū)很可能是一個很大的碳匯（Xie et al, 2009, CO2 absorption by alkaline soils and its implication to the global carbon cycle, Environ. Geol., 56, 953-961； Wohlfahrt et al, 2008, Large annual net ecosystem CO2 uptake of a Mojave Desert ecosystem, Glob. Change. Biol., 14, 1475-1487）。

這些發(fā)現(xiàn)引起廣泛關(guān)注，《科學(xué)》雜志專文評述：《科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了碳循環(huán)的隱匿環(huán)節(jié)？》（Stone, 2008, Have desert researchers discovered a hidden loop in the carbon cycle? Science, 320, 1409-1410）。

然而，這些關(guān)注也包括來自國際碳循環(huán)權(quán)威人士的強(qiáng)烈質(zhì)疑：荒漠中貧瘠的土壤、稀疏的植物不可能以這么大的速率吸收二氧化碳（Schlesinger et al, 2009, On carbon sequestration in desert ecosystems, Glob. Change. Biol., 15, 1488-1490）。

不得不承認(rèn)，權(quán)威的質(zhì)疑切中要害而且難以辯駁：沙漠中土壤或植物如果以這么大的速率吸收碳，不可能測不到增量。

沒有測到增量（匯）而只有通量（過程量），通量被質(zhì)疑順理成章。也就是說，問題歸結(jié)到一個極為簡單的邏輯問題：那么多的二氧化碳進(jìn)入荒漠，存哪兒了？回答不了這個問題，質(zhì)疑則無法被駁回。

為了回答這個問題，新疆生態(tài)所研究員李彥帶領(lǐng)其團(tuán)隊進(jìn)行長達(dá)10年的探索，并最終回答了這個問題：存在了荒漠區(qū)地下咸水層（Li et al, 2015, Hidden carbon sink beneath desert. Geophysical Research Letters, doi:10.1002/2015GL06422）。

也就是說，向下的二氧化碳通量不在植物中，也不在土壤中，而在其之下的荒漠地下咸水層。

具體的碳匯形成過程大致如下：荒漠邊緣區(qū)綠洲或荒漠土壤呼吸釋放的CO2，并不像別的地區(qū)那樣完全返回大氣，而是部分被鹽堿性的土壤水溶解吸收；這些被溶解吸收的CO2-在灌溉洗鹽過程中被淋洗進(jìn)入地下水層，并隨著地下水運(yùn)動水平輸送而進(jìn)入廣饒的沙漠下。

簡而言之，這個碳匯過程是干旱區(qū)鹽堿土改良、鹽漬化控制的一個伴生過程：因?yàn)檎舭l(fā)遠(yuǎn)大于降水，鹽漬化是干旱區(qū)綠洲土壤的一個自然過程——為控制鹽漬化，必須洗鹽；而鹽堿水對CO2-的溶解度極高，洗鹽必然也洗去溶解其中的CO2。

而這些洗鹽水，最終匯集在浩瀚沙漠下形成地下咸水層，儲存于其中的CO-2則形成碳匯，其自身同時也是一個巨大的碳庫。

初步估計，這個碳庫總量（全球）高達(dá)1000億噸，是陸地上植物、土壤之外的第三個活動碳庫。

這是一個溶解性的無機(jī)碳匯，本質(zhì)上與海洋中無機(jī)碳匯的形成沒有區(qū)別。事實(shí)上，干旱區(qū)內(nèi)陸河無入?？?，而是消失于浩瀚沙漠，沙漠下的地下水就是它的“海洋”。

李彥團(tuán)隊的研究證實(shí)，這個“沙漠下的海洋”與真正的海洋一樣也是碳匯。從荒漠區(qū)向下二氧化碳通量的發(fā)現(xiàn)到碳匯的最終確認(rèn)，他們走過了漫長的十年。

這個結(jié)果在傳統(tǒng)認(rèn)為的“不可能地區(qū)”確認(rèn)了碳匯的存在，為尋找“迷失碳匯”開創(chuàng)了一個全新的方向。

文章來源：中國科學(xué)院網(wǎng)站，原題為“新疆生態(tài)所確認(rèn)沙漠下的隱匿碳匯”

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