想想都是可怕!氣溫超過18°C,C3植物就開始淨排碳了

2021-01-21 徐德文科學頻道

這是一個你可能並不知道的知識點,人類排放的二氧化碳,目前大約有30%被地球上的植物吸收,幫助我們大大減緩了大氣中的溫室氣體累積,否則我們早就燒熱地球把自己給燙死了。

但你知道這個知識點可能已經太晚了,美國北亞利桑那大學、伍德韋爾氣候研究中心和紐西蘭懷卡託大學最近在《科學進步》雜誌上發表的一項研究警告,由於地球氣候變暖,地球植物吸收二氧化碳的能力正在不斷削弱,20年後可能就只剩下一半,30年後全球植物就可能從淨吸收碳,變成淨排放碳。

這意味著什麼呢?作為地球之肺的亞馬遜雨林,有可能在30年後為我們制氧的功勞就抵不上它呼出的二氧化碳了,地球之肺將會徹底洗白,變成氣候暖化的可怕新引擎!

這是什麼原因造成的呢?

包括植物和土壤微生物在內的陸地生物圈,其生命活動構成了地球上大部分的「呼吸」——二氧化碳和氧氣的交換。全球生態系統通過光合作用吸收二氧化碳轉變成生命所需的能量,又通過微生物和植物的呼吸作用將其釋放回大氣。

由於生物圈吸收的碳通常比釋放的多,所以最近幾十年來人類排放的碳並沒有完全累積在大氣層裡,減緩了氣候變暖的速度。

然而所有生命的生存都需要適宜的溫度,比如我們人類,體溫37度,周圍環境的溫度適宜,我們就可以愉悅地活著,鶯歌燕舞;但一旦溫度持續地高於或低於某個溫度,我們的身體就會極度不爽,消耗過多的能量用於抵禦溫度的不適,最終導致不好的事情發生。只是因為我們可以製造衣服、空調這些可以讓體表維持舒適溫度的「神器」,我們才勉為其難,沒有被自然淘汰。不然你現在把所有人都光著身子放到大自然裡,沒有任何衣服可穿,恐怕要不了多久,人類就會滅絕了。

研究人員懷疑,植物也同樣有這樣的溫度範圍,一旦超過這個閾值或臨界點,植物吸收二氧化碳的能力就會降低;偏離閾值太多,光合作用的效率就會急劇下降,最終吸收和排放二氧化碳的速率將逆轉,導致碳的淨排放。

研究人員利用監測全球生態系統碳交換的氣象傳感器網絡FLUXNET20多年來的數據,根據熱力學原理建立了一個計算機模型,繪出了植物的溫度依賴曲線,以預測所有陸地植物對環境溫度變化的響應。

結果令科學家們完全震驚了!

自然界中碳吸收的環境溫度「臨界點」,對分布更廣泛的C3植物僅僅是18攝氏度,C4植物則是28攝氏度。這意味著在許多生物群落中,只要溫度高於18度,就會導致植物光合作用效率下降,呼吸速率不斷上升,吸收碳的能力不斷減弱。而一旦全球變暖導致全球平均氣溫越來越高,環境溫度高熱的時間遠遠多於低溫的時間,植物的呼吸速率就可能呈指數增長,導致整個生態系統從碳匯轉成碳源,全球植物總體就不固碳了,反而淨排放碳,加速全球氣候變暖,形成更加可怕的惡性循環。

根據科學家們的估算,目前只有不到10%的陸地生物圈處於超過這一臨界點的環境溫度中,但按照目前人類的排放速度,到本世紀中葉就將有一半植物都將處於超過閾值的溫度環境中,亞馬遜雨林,東南亞雨林,俄羅斯及加拿大的北方針葉林,將是第一批到達這一臨界點的區域。

研究人員認為,任何超過18攝氏度的溫度增加都對陸地碳匯有著潛在的危害,如果不把氣候變暖控制在低於《巴黎氣候協議》規定的水平,陸地碳匯將無法繼續抵消我們的排放,也無法為我們爭取時間。

想想都是可怕,30年後,包括亞馬遜雨林在內的地球之肺,就可能不斷萎縮,呼出的二氧化碳大於吸收的二氧化碳,加入到氣候變暖的可怕推動力量當中,地球的生命還有什麼希望呢?

或許在不久之後的未來,曾經的亞馬遜雨林就會變成亞馬遜沙漠,礫石沙丘之中立起一個碩大的墓碑:

地球已死,有事燒紙!

問題是那時候誰來給地球燒紙呢?

這項研究發表在1月13日《科學進步》雜誌上。

參考:

Science Advances:How close are we to the temperature tipping point of the terrestrial biosphere?

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