2018年全球碳排創(chuàng)下新高，光是美國就增加了3.4%，海洋跟森林吸碳量都接近上限。哥倫比亞大學學者的最新研究結(jié)果再次確認，緩解氣候變化刻不容緩——極端氣候可能影響陸地吸碳的能力，氣候潮溼年份的吸碳量無法補回干旱年份減少的吸碳量。

極端氣候可能影響陸地吸碳的能力。圖片來源：Blanscape/Shutterstock.com

人為排放溫室氣體二氧化碳，導致地球大氣中二氧化碳濃度升高，氣候系統(tǒng)被人類活動改變。海洋、森林和草原會吸收部分人類排放的二氧化碳，目前吸收比例大約是50%，反映在珊瑚白化、海洋酸化以及森林儲碳增加等現(xiàn)象。

“不過，我們并不清楚陸地是否能繼續(xù)照這個比例吸收人為碳排。一旦陸地達到吸收上限，全球暖化會加速，對人類和環(huán)境造成嚴重后果。這表示我們真的必須立刻行動，避免氣候變化繼續(xù)惡化。”主持研究的哥倫比亞環(huán)境工程系副教授、地球?qū)W院兼任教授根廷(PierreGentine)表示。

根廷和他的博士生格林(JuliaGreen)合作，探討氣候干濕循環(huán)和長期干旱趨勢如何影響陸地吸收二氧化碳。他們也認為，降雨規(guī)律將會改變，影響地球植被吸碳的能力。

為了定義植物和土壤的吸碳量，根廷和格林用政府間氣候變化專門委員會(IPCC)所定義的“凈生物區(qū)系生產(chǎn)力”(netbiomeproductivity，NBP)來計算，也就是一個地區(qū)的凈碳增加或減少，等于生態(tài)系產(chǎn)碳減去森林大火或砍伐等活動造成的碳損失。

研究團隊用“全球陸地大氣耦合實驗-耦合模型比對計劃”(GlobalLandAtmosphereCouplingExperiment–CoupledModelIntercomparisonProject，GLACE-CMIP5)的四個地球系統(tǒng)模型跑一系列的實驗，隔離出土壤濕度改變所導致的NBP減少，分析出長期土壤濕度趨勢改變對土壤吸碳能力的影響。

“我們發(fā)現(xiàn)NBP的值，也就是地表的凈碳增加，在土壤濕度沒有變異時是有變異時的兩倍。”格林說，“如果土壤濕度持續(xù)照目前速度減少NBP，陸地吸碳量到本世紀中繼續(xù)減少——如模型所顯示——我們很可能會經(jīng)歷大氣中二氧化碳濃度大幅增加，以及相對應的暖化和氣候變化。”

根廷和格林的研究結(jié)果顯示，土壤濕度變異和變干都會減少碳匯。

“簡言之，如果接下來100年沒有干旱跟熱浪，也沒有長期干旱，陸地吸碳的能力會是現(xiàn)在的兩倍。因為土壤濕度對碳循環(huán)非常重要，跟陸地吸碳能力高度相關。”根廷說。

關于植物如何因應水壓力還有許多不確定性，根廷和格林將繼續(xù)探討如何量化研究土壤濕度改變對植物的影響。

他們的研究范圍目前聚焦于熱帶地區(qū)，因為變量最多、碳匯最高，探討植物活動如何因土壤濕度改變和大氣干燥程度而改變。