冻土带变成“叛徒”：气候变暖使碳汇转向碳源

最近的研究表明，全球变暖可能会使冻土带从碳汇变成碳源，从而加剧气候变化。该研究强调需要建立详细的气候模型，并进一步调查生态系统响应的地理和时间变化。

根据最近发表在《自然》杂志上的一项研究，不断上升的气温正在改变冻土苔原生态系统的动态，导致它们释放储存的碳。这种转变可能会把冻土带从碳吸收者变成碳排放者，加剧气候变化的影响。

一个由来自不同国家的70多名科学家组成的研究小组，利用所谓的开顶室（OTCs），对全球28个冻原地点的变暖效应进行了实验模拟。OTC基本上起到了迷你温室的作用，阻挡了风，捕获了热量，造成了局部变暖。

升温实验导致气温升高1.4摄氏度，土壤温度升高0.4摄氏度，土壤湿度下降1.6%。这些变化使生态系统的呼吸在生长季节增加了30%，由于土壤和植物的代谢活动增加，导致更多的碳被释放。这些变化在实验变暖开始后至少持续了25年，而早期的研究并没有揭示这一点。

“我们从早期的研究中知道，我们可能会发现呼吸作用随着变暖而增加，但我们发现了一个显著的增长 —— 几乎是之前估计的四倍，尽管它随着时间和地点而变化，”该研究的主要作者、尤梅夫大学的Sybryn Maes说。

地理变异及其研究意义

生态系统呼吸的增加也因当地土壤条件而异，如氮和pH水平。这意味着土壤条件和其他因素的差异导致了响应的地理差异 —— 一些地区将比其他地区看到更多的碳释放。了解土壤条件与气候变暖下呼吸作用之间的联系，对于建立更好的气候模型非常重要。

尤梅夫大学的副教授Ellen Dorrepaal说：“我们的研究首次评估了在冻土带如此大的环境梯度下，生态系统呼吸对实验变暖的反应，并纳入了一套全面的环境驱动因素。”

该研究还通过预测整个冻土带地区呼吸的增加，以及有关反应敏感性变化的更详细信息，为北极和高山地区提供了更广阔的视角。

阿尔托大学的Matti Kummu教授说：“我们看到一些地区，特别是西伯利亚和加拿大的部分地区，对变暖表现出更大的敏感性。我们预计整个北极和高山苔原的呼吸会增加，但更多的现场数据，特别是当地土壤条件的数据，是解决突出的不确定性和完善我们预测的关键。”

了解生态系统如何响应气候变化而发生变化，以及这些变化如何反馈到气候中，对于准确了解我们的世界将如何变化至关重要。这些发现是改进气候模型的重要基线，但研究人员计划通过分析实验地点随时间的变化来进一步改进它们，并将实验范围扩大到包括新地点。

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