在对抗气候变化的斗争中，树木是人类最大的盟友之一，通过燃烧化石燃料排放到大气中的碳，树木吸收了大约30%。
在过去的几十年里，高纬度地区的寒冷气候的森林似乎已经成为更有效的碳汇，因为气温上升和更高的二氧化碳水平使它们更多产。
但由密歇根大学(University of Michigan)研究人员领导的一项新研究，让人们对不同地区正在发生的情况有了更清晰的了解，而且它也给未来几十年里这些生态系统在变得更热更干燥的情况下是否还会继续吸收碳增加了不确定性。
这项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究表明，西伯利亚森林对地球季节性碳通量的贡献比其他类似纬度地区的森林增加得更多。自20世纪80年代初以来，西伯利亚森林的季节性碳吸收量比北美北方森林(如阿拉斯加和加拿大西部的森林)增加了四倍多。
这项研究首次量化了特定地表区域在年度碳通量期间排放的碳如何影响大气中二氧化碳的季节性循环:在树木和植物长叶和进行光合作用的春季和夏季，地球本质上是在“吸入”碳。它在冬季植物进入休眠状态时呼出气体。
了解了这种季节性的流量，研究人员可以了解不同森林地区的生产力，杏2系列以及它们从大气中吸收了多少碳。
类似纬度的不同森林的碳通量不同，这表明，一些森林，比如西伯利亚的森林，碳吸收持续增加，而其他森林，比如北美的森林，可能不会。随着气候变化，它们吸收的能量甚至可能会减少。
“这项研究表明，我们需要从不同的角度来理解碳循环，”该研究的合著者格雷琴·凯珀尔-亚历克斯(Gretchen Keppel-Aleks)说，他是密歇根大学气候和空间科学与工程的助理教授。“我们不能仅仅根据纬度把生态系统混为一谈。我们需要考虑单个物种以及温度和降水的特定季节周期。”
研究人员知道，在过去几十年里，每年季节性碳流量的波动大幅增加。在北半球，自20世纪60年代以来，这种变化的强度已经上升了30-50%，这表明了广泛的生态变化。但由于之前的研究主要集中在全球或半球的平均通量上，所以还不清楚是什么导致了这种增长。
伍德维尔气候研究中心(原名伍兹霍尔研究中心)的布兰登·罗杰斯说，有一种简单的说法是，在高纬度地区，气温升高普遍促进了植物的光合作用。
罗杰斯说:“虽然总体上是这样，但我们发现不同地区的反应截然不同。”“西伯利亚一直在变绿，加强其碳汇，推动季节性二氧化碳交换增加，但在火灾、虫害和干旱等日益恶化的压力下，北美北极地区的褐变更严重。”
“展望未来，我们需要确保我们的碳预算和模型充分考虑到阿拉斯加和加拿大正在发生的情况，因为这些模式在很大程度上没有被模型捕捉到，该地区可能很快就会从碳汇过渡到碳源。”
为了得出他们的发现，研究小组首先对大气中的二氧化碳进行了实际测量，这些二氧化碳是由美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and atmospheric Administration，简称noaa)数十年来收集的。
然后，他们用计算机模型计算出与实际观测结果相匹配的区域地表碳排放量。
“在我们的模型中，我们使用了这些真实的表面通量，并将它们释放到大气中，独特的是我们用不同的方式标记了单个区域，”凯珀尔-亚历克斯说。“我们可以观察到红色二氧化碳来自西伯利亚，蓝色二氧化碳来自北美，绿色二氧化碳来自低纬度生态系统。这使我们能够弄清楚哪些地区对这种季节性循环的增加负有责任。”
美国国家海洋和大气管理局并不测量通量，而是测量大气中的二氧化碳，并且自1976年以来一直在追踪季节性循环的增加，比如在阿拉斯加的巴罗天文台。
“这些观察和测量的大小改变我们无与伦比的比许多其他网站在全球范围内,我们追踪二氧化碳在大气中,这表明北极正在发生着戏剧性的事情没有发生在其他地方,”研究作者说Colm Sweeney NOAA全球监测实验室副主任。“这项研究帮助我们更好地理解和确定这些引人注目的观察结果的来源。”
“使用完全独立的大气数据，我们证实了遥感数据中的褐变和变绿趋势，这是非常重要的，表明西伯利亚生态系统实际上似乎在夏季变得更加多产，”Keppel-Aleks说。
“这是另一个明确的迹象，表明人类正在导致地球生态系统的变化，它表明，如果我们想预测地球将会发生什么，我们需要更好地了解这些生态系统。”
