全球增溫如何影響濕地碳“匯”?中科院團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)功能大幅減弱
中新網(wǎng)北京3月21日電 (記者 孫自法)全球增溫對濕地的溫室氣體“匯”(簡稱碳匯)功能有沒有影響?有何影響?中國科學(xué)院大氣物理研究所(中科院大氣所)科研團(tuán)隊利用最近30多年間超過160個濕地站點實驗數(shù)據(jù)完成的研究發(fā)現(xiàn),目前,濕地是溫室氣體的“匯”,隨著全球變暖,濕地的溫室氣體“匯”功能將大幅減弱。
這項全球氣候變化重要影響研究由中科院大氣所東亞區(qū)域氣候-環(huán)境重點實驗室包韜博士后與合作導(dǎo)師賈根鎖研究員和徐希燕研究員共同完成,成果論文北京時間3月21日凌晨在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-氣候變化》(Nature Climate Change)發(fā)表。他們通過集成1990-2022年間在167個獨(dú)立自然濕地站點開展的人為增溫模擬實驗數(shù)據(jù),對二氧化碳、甲烷和氧化亞氮三種溫室氣體排放對增溫的響應(yīng)開展了研究。
研究團(tuán)隊基于數(shù)據(jù)爬蟲技術(shù)和逆方差隨機(jī)效應(yīng)模型薈萃分析方法研究發(fā)現(xiàn):目前濕地是溫室氣體的“匯”,如果全球升溫幅度在1.5-2°C,濕地的溫室氣體“匯”功能減弱超過一半(約減弱57%),也就是說,即使《巴黎協(xié)定》全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在2°C以內(nèi),并努力將溫度上升幅度限制在1.5°C以內(nèi)的目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn),濕地在減緩氣候變化方面所起的作用仍然會大幅減弱。
在大的空間尺度上,濕地優(yōu)勢植物功能群的差異可以很好地解釋不同升溫模擬實驗中,濕地溫室氣體源匯變化的不確定性。增溫后,在灌木類、禾草類等維管植物占優(yōu)勢的濕地,二氧化碳凈吸收增加;苔蘚、地衣等隱花植物占優(yōu)勢的濕地,二氧化碳凈排放顯著增加。不管濕地優(yōu)勢植物功能群如何,增溫都促進(jìn)了濕地甲烷的凈排放,因為與低親和力的甲烷氧化菌相比,產(chǎn)甲烷菌對土壤溫度的變化更為敏感。
同時,本項研究量化了濕地氧化亞氮排放對增溫的響應(yīng)。雖然濕地氧化亞氮排放通量較低,但氣候變暖顯著增強(qiáng)了禾草類植物(約27%)占優(yōu)勢的濕地氧化亞氮的凈排放??紤]到百年尺度上氧化亞氮的溫室效應(yīng)是二氧化碳的298倍,因此,即使少量的氧化亞氮排放增加也可能對全球升溫產(chǎn)生不可忽視的貢獻(xiàn)。該研究還發(fā)現(xiàn),在維管植物占優(yōu)勢的多年凍土濕地,氣候變暖會更加顯著地促進(jìn)甲烷和氧化亞氮的凈排放,從而對氣候變暖產(chǎn)生正反饋作用。
研究團(tuán)隊表示,政府間氣候變化委員會(IPCC)第6次氣候變化評估報告中特別指出,《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)下,未來碳排放空間估算不確定的主要來源之一是濕地等生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放對氣候變化響應(yīng)的不確定。這次研究揭示出濕地溫室氣體排放對增溫響應(yīng)的特征以及不確定的主要來源,也為濕地-氣候反饋機(jī)制的模擬研究提供了新啟示。
據(jù)了解,濕地覆蓋地球表面積的6%,但儲存著全球三分之一的土壤有機(jī)碳。濕地植被通過光合作用將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳,在濕地土壤中積累。此外,濕地的厭氧環(huán)境使得有機(jī)碳的分解速度較慢,所以濕地是碳素積累速度最快的自然生態(tài)系統(tǒng)。越來越多的證據(jù)表明,氣候變暖正在顯著改變濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。氣候變暖是否會刺激濕地釋放更多的溫室氣體,是全球變化研究亟需解決的關(guān)鍵問題之一。(完)
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