一只驯鹿站在挪威北角附近的岩石苔原上。北极苔原现在是温室气体的净排放国。
寒冷的北极苔原几千年来一直从大气中吸收二氧化碳,是地球气候的重要平衡器。现在,随着全球气温上升,它排放的吸热气体似乎多于吸收的气体。这一转变有可能进一步加剧变暖,并表明气候变化并不总是一个渐进的过程,而是一个可能突然加速的过程。
美国国家海洋和大气管理局本周发布了年度北极报告卡,汇集了来自地球北部的研究成果。随着有记录以来最热的一年即将结束,研究人员发现北极地区的变暖速度比全球变暖速度快四倍,这对土壤、冰、生活在那里的植物和动物等一切事物都产生了不利影响然后将这些植物吃给依赖它们的社区以及地球上的其他人。
NOAA 局长里克·斯宾拉德 (Rick Spinrad) 在一份声明中表示:“科学家预测,这又一个迹象表明,化石燃料污染减少不足会造成后果。”
大约有400 万人生活在北极圈以北。这是一个重要的地缘政治咽喉要道,随着海冰消退,航运变得更加容易,导致国家之间的领土紧张局势以及矿产和石油竞赛。
北极对全球天气也至关重要,因为它驱动低纬度地区的海洋和大气流。这是科学家可以观察到随着平均气温上升而发生离散变化的地区之一,例如当反射性海冰屈服于开放的、吸收阳光的海洋时,或者当降水以雨而不是雪的形式落下时。
现在科学家可以将北极苔原添加到该列表中。
在大多数生态系统中,植物从大气中吸收二氧化碳。这些植物生长、死亡,或者被同样生长和死亡的动物吃掉。它们尸体中的碳——木质素、纤维素、脂肪酸、蛋白质等——喂养微生物,分解大分子并将二氧化碳返回到空气中,完成碳循环。
苔原是一个冰冻、无树的北极生物群落,冬季漫长黑暗,夏季短暂,改变了这一循环的平衡。虽然它没有热带雨林那样密集、快速生长的生物量,但它的植被每年确实吸入约十亿吨二氧化碳,约占人类年总排放量的五分之一。在苔原下面,永久冻土层是一层终年冰冻的土壤,可以阻止通常会分解植被的微生物。最终结果是北极土壤储存了大量的碳,整个地区的碳含量高达 1.6 万亿吨。这大约是大气中碳含量的两倍。
然而,随着全球平均气温上升,永久冻土层不再那么“永久”,曾经沉睡的微生物开始充满食欲地醒来,咀嚼土壤中的有机物。这会导致二氧化碳和甲烷(一种威力更强的温室气体)的排放量增加。多年来,融化的永久冻土改变了碳的平衡,使得北极吸收更少,排放更多(旁注:冰“融化”,永久冻土“融化”)。今年,20 个永久冻土监测点中有 9 个报告了创纪录的高温。
然而,它并不总是一个简单的机制。 “气温升高往往会增加夏季二氧化碳的吸收,”伍德韦尔气候研究中心的科学家、为北极成绩单做出贡献的布伦登·罗杰斯在新闻发布会上说。 “但它们也会在秋季、冬季和春季增加土壤微生物的二氧化碳净排放量。”
但还有一个因素坚定地将北极苔原从碳汇转变为碳源:野火。值得注意的是,北极地区过去偶尔会发生野火,但近年来,其频率和严重程度有所增加。纵观 2001 年至 2020 年,研究人员发现火灾是温室气体的主要来源,也是北极居民长期关注的一个紧迫问题。去年是北极有记录以来最严重的野火季节,今年是野火排放量第二大的一年。
然后,火灾会形成一个反馈循环,导致更多的永久冻土融化,引发更多的景观燃烧。
如果全球气温下降,苔原可能会向另一个方向翻转,成为净汇。
罗杰斯指出,该地区吸收的碳量每年都有很大变化,这表明存在短期驱动因素。但结果强调,人类不能将传统的碳吸收生物群落视为理所当然。导致变暖的不仅仅是燃烧化石燃料产生的温室气体排放,还有用于抵消吸热气体的关键自然系统的丧失。其影响已经开始显现。
“我们现在正在北极地区实时看到影响,这是对行动的号召,”斯宾拉德说。
原文: https://www.vox.com/climate/390530/arctic-tundra-carbon-sink-emitter-climate-change