中國日報(bào)6月18日電(記者 李夢涵)傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,多年凍土融化會(huì)釋放大量老碳,通過河流向大氣排放二氧化碳,從而加劇全球變暖。然而,北京時(shí)間6月17日晚發(fā)表于國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)的一項(xiàng)最新研究提出了新的認(rèn)知視角:研究認(rèn)為,多年凍土融化雖然會(huì)讓河流釋放更多二氧化碳,但同時(shí)也會(huì)加速巖石的自然風(fēng)化過程,這種風(fēng)化能吸收一部分二氧化碳,形成一個(gè)以前被忽視的天然"碳儲(chǔ)存庫"。
該研究由北京師范大學(xué)夏星輝教授團(tuán)隊(duì)和中國科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團(tuán)隊(duì)丁金枝研究員聯(lián)合完成。該研究基于對(duì)青藏高原多年凍土區(qū)約78萬平方公里、海拔縱跨1650至4820米的8條主要河流50個(gè)河段的系統(tǒng)調(diào)查,綜合利用河流二氧化碳排放通量觀測、同位素分析、水化學(xué)特征分析等手段,定量評(píng)估了多年凍土退化對(duì)區(qū)域碳循環(huán)的影響。
研究發(fā)現(xiàn),氣候變暖導(dǎo)致多年凍土退化,不僅釋放了封存的有機(jī)碳,同時(shí)也將大量活性礦物暴露出來,顯著增強(qiáng)了水巖相互作用。這一過程能將水體中的CO?轉(zhuǎn)化為溶解無機(jī)碳,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)尺度的碳封存,從而有效減少河流向大氣的凈碳排放。
數(shù)據(jù)顯示,在流域尺度上,巖石風(fēng)化過程可抵消35%至77%的河流CO?排放,且這種抵消效應(yīng)隨著凍土退化程度的加深而顯著增強(qiáng):在連續(xù)多年凍土區(qū),抵消比例僅為15%;而在島狀多年凍土區(qū),巖石風(fēng)化的碳吸收量甚至超過了河流的碳排放量,使整個(gè)系統(tǒng)由"碳源"轉(zhuǎn)變?yōu)?凈碳匯"。
研究同時(shí)指出,這一地質(zhì)碳匯效應(yīng)具有強(qiáng)烈的礦物學(xué)依賴性。在青藏高原大部分以碳酸鹽和硅酸鹽為主的區(qū)域,風(fēng)化作用是固碳;但在硫化物富集區(qū),風(fēng)化反而會(huì)成為新的碳排放源。
該文章的共同通訊作者,丁金枝研究員表示,當(dāng)前主流氣候模型普遍忽略巖石風(fēng)化等地質(zhì)過程的動(dòng)態(tài)響應(yīng)機(jī)制,此項(xiàng)研究將地質(zhì)碳循環(huán)與生物碳循環(huán)納入統(tǒng)一框架開展耦合分析,完善了全球碳循環(huán)理論體系。未來,氣候評(píng)估需全面考量生物碳循環(huán)與地質(zhì)碳循環(huán)的耦合效應(yīng),以提高對(duì)多年凍土融化凈氣候反饋的預(yù)測能力。該研究同時(shí)強(qiáng)調(diào),盡管多年凍土退化可在區(qū)域尺度上增強(qiáng)巖石風(fēng)化碳匯,但這一自然過程的碳吸收能力遠(yuǎn)不足以抵消人為碳排放,控制變暖的根本途徑仍是持續(xù)大幅度減排。
本研究以"Rock weathering can counteract river CO2 emissions induced by permafrost thaw" 為題在線發(fā)表于Nature期刊,北京師范大學(xué)已畢業(yè)博士生張力偉(現(xiàn)為華東師范大學(xué)研究員、原北京大學(xué)博雅博后)與慕尼黑大學(xué)Aaron Bufe教授為共同第一作者,瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)Tom Battin教授全程學(xué)術(shù)把關(guān)。北京師范大學(xué)夏星輝教授和中國科學(xué)院青藏高原研究所丁金枝研究員為共同通訊作者。論文合作者還包括北京大學(xué)樸世龍?jiān)菏俊⑷A東師范大學(xué)侯立軍研究員、英國布里斯托大學(xué)Joshua Dean教授、瑞典于默奧大學(xué)Gerard Rocher-Ros、Ryan Sponseller和Jan Karlsson三位教授,美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校Emily Stanley教授、華盛頓大學(xué)David Butman教授,以及北京交通大學(xué)劉然副教授。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究等項(xiàng)目的資助。