当前位置:首页 > 新闻动态 > 学术进展

美雪层变薄减少土壤CO2排放

发布时间:2006-02-28

   

    美国克罗拉多大学波尔德分校最近的一项研究发现,由于近期落基山脉积雪变薄,导致森林土壤中的CO2释放到大气中的速度相对减慢。

    该校生态学与进化生物系教授Russell Monson说,积雪减少使土壤在冬天的保温性变差;由于土壤温度降低,土壤中大量产生CO2的各种微生物的新陈代谢速度也大为减慢。但是Monson表示,被他称作降雪减少的“偶发效果”的这一发现,并不说明美国西部森林的生态环境将在近几年得到整体上的改善。

    “我觉得这只是一大堆坏消息中仅有的一个喜讯。”Monson说。作为2月9日出版的《自然》杂志上的一篇相关论文的主要作者,他指出:“由于土壤释放CO2的速度减慢,冬天森林里的湿气变得稀薄,这为春、夏时期树木的生长带来压力,同时还限制了它们在生长季节需要大量吸收的CO2的数据。”

    该研究的共同作者包括圣迭哥加利福尼亚州立大学的David Lipson,科罗拉多大学波尔德分校的Sean Burns、Mark Williams和Steven Schmidt,以及美国国家大气科学研究中心的Andrew Turnipseed和Anthony Delany。

    该研究实施的地点位于波尔德西部的Niwot山脉长期生态研究站。该站是“美国通量网(AmeriFlux)”的数十个站点之一,设有专用仪器用于测量当地的CO2活动。在美国能源部、美国自然科学基金委员会和美国国家大气科学研究中心的资助下,该站一共建立了五个用气候观测仪器“武装到牙齿”的高塔。

    这些高达100英尺的观测塔,建在海拜10000英尺,长满黑松、亚高山冷杉和恩格曼云杉,令金科罗拉多大学波尔德分校山地研究所的森林里。研究者用这些塔测量生物圈和大气之间的CO2、水分和能量交换。Monson介绍,他们从1998年到2004年期间,用这些仪器反复测量该地区的环境,获得了数百万个独立的CO2数据。

   “我们发现积雪越深,森林释放的CO2就越多。”他说:“这迫使我们对冬天的情况投以更多的关注。”

    研究者发现,很多只能在0℃左右存活数小时到数天的微生物,在积雪下的土壤中形成独特的聚集。Monson说,他们采用DNA“指纹”识别技术发现,冬天微生物群落的基因迥异于当地夏天的微生物群落。

    Monson说,最近的研究显示,欧洲和美国西部的一些山脉,包括洛基山脉和内华达山脉在内,最近几十年来雪层减薄了50%到75%。学者认为,这种雪层减薄的趋势和日渐升高的气温直接相关。

    在最近的几个冬天,雪层减薄导致树木在春天长期缺少融雪带来的湿气,而这些湿气以往在七八月份夏季风来临之前都一直充盈于整个森林。Monson说,这种由于湿气缺乏带来的环境压力,不但限制了树木在夏天吸收CO2的能力,而且也降低了它们抵御虫灾、疾病和森林火灾的能力。

    Monson说,美国国家海洋与大气管理局、科罗拉多大学波尔德分校和美国国家大气科学研究中心的研究者们进行的研究显示,由于气候变暖,Niwot山脉的春天现在提早了一个月。这对树木的生长施加了更大的压力,最后的结果是,它们在一年内吸收的CO2变得更多。

   Monson认为,在Niwot山脉这样的温带森林内采用的CO2监测方法,有望在更广范围内的环境研究中承担重任。他说:“大部分碳被‘扣押’在山岭地区,而森林中滞留的CO2远多于其他生态系统。因此理解北半球CO2变化真相的唯一途径,就是广泛设置类似于Niwot山脉的观测系统。”

    被认为部分导致近年地球气温上升的大气CO2水平,几千年来一直在百万分之二百五十左右盘旋,自工业革命以来去上升到现在的百万分之三百八十。自1968年以来,人们一直持续观测Niwot山脉的CO2水平,这是世界上持续时间最长的数据系列之一。

(摘自《科学时报》 刘英楠)