綜合考慮碳酸鹽溶解、全球水循環和水生生物光合作用的共同影響 |
在最新一期的國際地學頂級期刊《地球科學評論》(Earth-Science Reviews)上,中科院地球化學研究所
劉再華研究員等的關于碳酸鹽風化碳匯的研究成果引人關注,這篇題為“大氣CO2源匯估算的新方向:綜合考慮碳酸鹽溶解、全球水循環和水生生物光合作用的共同影響”的文章,是繼他們“發現全球水循環中的溶解無機碳可能是一個重要的碳匯”研究成果的基礎上,再次在國際上全面系統闡述新觀點。
隨著全球變暖和人類環保意識的加強,碳減排和低碳生活已成為當今社會潮流。然而,作為全球變化研究的熱點之一:全球大氣CO2匯的位置、大小、變化和機制至今仍不確定,各國科學家對此觀點迥異,爭議很大。
目前全球大氣CO2匯的研究主要集中在海洋碳匯以及陸地土壤和植被碳匯。劉再華等專家在理論計算和野外觀測數據證明的基礎上發現:存在一種由全球水循環產生的、重要的但先前被低估了的大氣CO2匯,它是由碳酸鹽溶解、全球水循環和海洋及陸地上的水生植物的光合作用共同產生的。這個碳匯達到每年8.24億噸,約占全球遺失碳匯的29%,或占人類活動排放碳總量的10%。這部分碳匯中有4.72億噸/年通過海上降水(2.28億噸/年)和陸地河流(2.44億噸/年)進入海洋,有1.19億噸/年再次釋放進入大氣,還有2.33億噸/年以有機碳的形式儲存在陸地水生生態系統中,因此,凈碳匯是7.05億噸/年。
隨著全球變暖引起的全球水循環的加強、人類活動排放CO2和大氣圈中碳酸鹽粉塵的增加,還有造林地區的增多(會引起土壤CO2的增加進而導致碳酸鹽的溶解增加),這部分碳匯也將增加。同時,N、P、C、Fe、Zn和Si等元素的施肥效應可能增加由水生生物產生的有機質的儲存和掩埋,進而減少返回大氣的CO2通量。據IPCC評估報告中對全球變暖的預估,劉再華等專家預測,到2100年全球變暖將會導致全球碳酸鹽風化碳匯增加21%,或1.8億噸/年(對碳匯強度估計的不確定性還在做進一步的研究)。
來自加拿大和美國的權威評審專家認為,該成果的創新之處在于,它提出了有效估算大氣CO2源匯的新方向和新方法。由于該研究是從地球系統科學的角度,以碳酸鹽風化、全球水循環和水生植物的光合作用等化學、物理和生物過程為主線,綜合考慮了巖石圈、水圈和生物圈對大氣CO2匯的貢獻,因而研究結果更具說服力和可信度。