據(jù)每日氣候網(wǎng)(dailyclimate)報(bào)道,美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的科學(xué)家公布的這項(xiàng)研究顯示,向土壤中添加氮可以促使北方闊葉林吸收更多的二氧化碳。
作為大氣中含量最豐富的元素,氮在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,也引起了科學(xué)家和政策制定人士更多關(guān)注。不斷增加的證據(jù)表明,人類活動(dòng)向周圍環(huán)境釋放的氮越多,森林的碳匯功能就越強(qiáng),從而可能幫助減輕氣候變化。但專家警告說(shuō),這是一種危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn),可能引發(fā)嚴(yán)重后果。
氮的來(lái)源有很多,包括農(nóng)業(yè)肥料、車輛尾氣、工廠排放等??茖W(xué)家預(yù)計(jì),本世紀(jì),氮沉積物將在目前水平上增加2到3倍,這將給地球的環(huán)境和溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制帶來(lái)極大影響。
“認(rèn)識(shí)到人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響會(huì)進(jìn)而嚴(yán)重作用于氣候是相當(dāng)重要的。”國(guó)際氮素行動(dòng)組織北美區(qū)負(fù)責(zé)人艾倫·唐恩森德(Alan Townsend)說(shuō)。
這也是內(nèi)華達(dá)大學(xué)里諾校區(qū)的庫(kù)爾特·普萊基澤(Kurt Pregitzer)及其同事開展這項(xiàng)研究的目的。他們對(duì)密歇根州北部的4個(gè)森林實(shí)驗(yàn)區(qū)施加了濃度為當(dāng)前水平2到3倍的氮,相當(dāng)于隨著肥料和燃料消耗量不斷增加,氮含量在一個(gè)世紀(jì)以后可能達(dá)到的水平。
樹木的生長(zhǎng)如同預(yù)期中的一樣加快了,更多的碳被新生的林木吸收并貯存起來(lái)。
令研究人員驚異的是森林植被所發(fā)生的變化。他們發(fā)現(xiàn),小樹枝和其它萎謝物分解的速度變慢了。貯碳能力很好的木質(zhì)素對(duì)森林植被中微生物的抵抗力增強(qiáng)了。
普萊基澤說(shuō),這些微生物是“碳轉(zhuǎn)換的守門人”。
“我們沒(méi)有預(yù)料到的是,氮的添加直接改變了土壤的貯碳量。”他說(shuō),“我想,真正異常的是微生物群落實(shí)際上被改變了。”
這很有意義,小組成員之一、密歇根大學(xué)的唐納德·扎克(Donald Zak)說(shuō)。微生物分解的木質(zhì)素少了,存留在土壤中的死亡植物物質(zhì)也就更多。
扎克說(shuō),這些萎謝物捕獲的碳與茁壯生長(zhǎng)的樹木一樣多,這將極大地增進(jìn)森林的貯碳能力。
科學(xué)家目前還不了解分解變慢的機(jī)制,扎克警告說(shuō)。如果他們希望認(rèn)識(shí)森林在碳貯存方面所起的作用,這將是一個(gè)必須解答的關(guān)鍵問(wèn)題。
這一研究成果將有助于未來(lái)建立更準(zhǔn)確的氣候模型,小組成員、密歇根科技大學(xué)的安德魯·伯頓(Andrew Burton)說(shuō)。
但普萊基澤警告說(shuō),氮不應(yīng)該被看作氣候的“救世主”。
其一,向大氣中釋放氮有很多負(fù)面影響,包括會(huì)導(dǎo)致生物多樣性缺失、煙霧形成以及森林、河流和湖泊酸化。
其二,實(shí)驗(yàn)中所使用的森林都達(dá)到了一定飽和度,已經(jīng)無(wú)法再吸收氮,使得氮滲漏到地下水中。研究小組的模型預(yù)測(cè)表明,將來(lái)的森林也會(huì)同樣飽和,扎克說(shuō)。
“如果該地區(qū)的森林也做出像這些(實(shí)驗(yàn)區(qū))一樣的反應(yīng),那么滲漏到水生生態(tài)系統(tǒng)中的氮將會(huì)增加。”他說(shuō)。
某些滲漏可能不是什么壞事情,伯頓說(shuō),因?yàn)槎嘤嗟牡赡鼙桓浇鼌^(qū)域的植物吸收。但如果飲用水中的氮含量超標(biāo),人體健康將面臨威脅,最引人關(guān)注的就是藍(lán)嬰綜合征,一種可能致命的嬰幼兒血液疾病。
而且,氮一旦進(jìn)入水路,就會(huì)流向湖泊,匯入海洋,導(dǎo)致沿海地區(qū)氮營(yíng)養(yǎng)過(guò)度,刺激浮游植物繁殖,形成“死亡地帶”,使水生動(dòng)物缺氧死亡。
最后,恐怕也是最令人不安的,達(dá)到氮含量飽和的森林“將非常有可能”導(dǎo)致一種有力的溫室氣體、—氧化亞氮的排放增多,密歇根州立大學(xué)生物地球化學(xué)環(huán)境研究計(jì)劃的聯(lián)合主管納撒尼爾·奧斯特羅姆(Nathaniel Ostrom)說(shuō)。
人為造成的氮沉積物到底是通過(guò)這些排放加速了氣候變化,還是通過(guò)刺激植物生長(zhǎng)、減慢分解速度而延緩了氣候變化,目前還沒(méi)有定論,唐恩森德說(shuō)。
“但我懷疑我們使它加速了,”他說(shuō),“我們改變氮循環(huán)的速度和規(guī)模相當(dāng)令人恐慌。”
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