大气中的二氧化碳促进了植物的生长。随着碳水平的上升,人们有理由认为,植物的快速生长和大规模植树运动可以减少化石燃料燃烧、农业和其他人类活动产生的二氧化碳。
然而,3月24日发表在《自然》杂志上的一项新研究表明,杏2系列当二氧化碳水平升高促使植物生长时,另一个大的碳库——土壤——会付出惊人的巨大代价。
作者说,一种可能的解释是,植物有效地从土壤中获取养分,以跟上碳驱动的生长。提取额外的营养物质需要加速微生物活动,微生物活动将二氧化碳释放到大气中,否则这些二氧化碳可能会被锁在土壤中。
这一发现与一种被广泛接受的假设相矛盾,即随着更多的植物生物量降落到地面并转化为有机物,生物量和土壤碳将同步增加。通过分析之前发表的108项有关土壤碳水平、植物生长和空气中高浓度二氧化碳的实验数据,作者惊讶地发现事实恰恰相反。
“当植物增加生物量时,通常土壤的碳储量就会减少,”首席作者César Terrer说,他是劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究员,曾在斯坦福大学做博士后研究。
Terrer和他的同事们发现,在实验中,尽管大气中的碳含量很高,但植物的生长仍然相当稳定,土壤中积累的碳只有更多。斯坦福大学地球、能源和环境科学学院(Stanford Earth)的地球系统科学教授、资深研究作者罗布·杰克逊(Rob Jackson)说:“事实证明,增加植物生长和土壤碳含量比预期的要难得多。”
杰克逊说,今天广泛使用的气候预测没有考虑到这种权衡。因此,他们可能高估了陆地吸收地球大气中二氧化碳的潜力。
据估计,植物和土壤每年吸收人类活动排放的二氧化碳的30%。预测碳汇的地下部分在未来几十年将如何变化是特别重要的,
杏耀挂机软件 ,因为土壤吸收的碳往往会停留在那里很长一段时间。“当植物死亡时,其生物量中积累的一些碳可能会返回到大气中。在土壤中,碳可以储存数百年或数千年,”Terrer解释道。
这项研究是基于Terrer、Jackson及其同事在2019年发表的研究成果。他们估计,到本世纪末,大气中的二氧化碳浓度将比工业化前水平增加一倍,但植物生物量只会增加约12%。换句话说,植物在减少碳排放方面的作用可能远没有以前预测的那么重要。
现在,通过研究植物和土壤中的碳储存是如何共同作用的,科学家们发现,对另一块气候之谜的预期也需要修正。“全球土壤储存的碳比所有植物生物量所含的碳还要多。他们需要更多的关注,因为我们将森林和草原的命运投射到变化的大气中,”杰克逊说,他也是斯坦福伍兹环境研究所的高级研究员。
研究表明,在未来几十年,草原可能会出人意料地吸收大量的碳。研究人员估计,如果大气中的二氧化碳是工业化前水平的两倍,草地土壤的碳吸收量将增加8%,而森林土壤的碳吸收量将保持基本不变。尽管二氧化碳富集对森林中的生物量(23%)比草原(9%)有更大的促进作用,部分原因是树木在地下分配了它们吸收的相对较小的一部分碳。
“从生物多样性的角度来看,在天然草地和热带草原生态系统中植树将是一个错误,杏耀YL”特雷尔说。“我们的结果表明,这些树木很少的草地生态系统对于在土壤中储存碳也很重要。”