永久凍土融化將進(jìn)一步加速氣候變化

https://www.pnas.org/content/117/34/20438

汪洋,編譯.朱建東,校.

2020年夏天，野火沿著北極圈蔓延，罪魁禍?zhǔn)字豢赡苁请S著永久凍土融化而燃燒的泥炭地。8月發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》的一項(xiàng)研究表明，北部泥炭地最終可能會(huì)從碳的凈吸收地轉(zhuǎn)變?yōu)樘嫉膬魜碓吹?，這將進(jìn)一步加速氣候變化。

泥炭地是富含碳的土壤，是地球上碳密度最高的生態(tài)系統(tǒng)，北部泥炭地積累了大量的有機(jī)碳(C)和氮(N)，但其空間分布和對(duì)氣候變暖的脆弱性仍不確定。來自瑞典斯德哥爾摩大學(xué)自然地理學(xué)系的Gustaf Hugelius研究團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和大量的泥炭巖芯數(shù)據(jù)(n>7 000)，建立了基于觀測(cè)的北部泥炭地有機(jī)碳儲(chǔ)存和有機(jī)碳氮儲(chǔ)存分布圖，評(píng)估它們對(duì)于永凍土融化的響應(yīng)。通過大量數(shù)據(jù)，研究人員預(yù)測(cè)北部泥炭地的覆蓋面積為(370±50)萬(wàn)km2，有機(jī)碳儲(chǔ)存為(415±150) Pg(1 Pg=1015g)，機(jī)碳氮儲(chǔ)存為(10±7) Pg。近一半的泥炭地面積和泥炭?jī)?chǔ)存受到永久凍土層的影響。假設(shè)全球以穩(wěn)定速度變暖(從1.5 ℃穩(wěn)步增加到6 ℃)，研究人員通過這一場(chǎng)景的模擬預(yù)測(cè)，隨著80萬(wàn)～190萬(wàn)km2永久凍土層泥炭地的融化，現(xiàn)有北部泥炭地大氣中的碳匯(0.10± 0.02 Pg·℃·y-1)將轉(zhuǎn)向碳源，這一融化將導(dǎo)致泥炭地溫室氣體排放，相當(dāng)于本世紀(jì)人類活動(dòng)引起的排放量的1%左右。

隨著地球變暖，歷史上富含碳的凍土?xí)诨?，更容易遭受野火的襲擊，更有可能釋放出大量的碳。泥炭地在火災(zāi)后不能迅速再生，釋放的碳會(huì)永久消失在大氣中。這是一個(gè)反饋循環(huán)：隨著泥炭地釋放更多的碳，全球變暖加劇，更多泥炭地融化，從而引發(fā)更多的野火。