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3月21日,記者從中國科學院大氣物理研究所獲悉,該研究所東亞區域氣候-環境重點實驗室科研團隊對全球增溫背景下自然濕地的溫室氣體“匯”功能進行研究,發現如果全球升溫幅度在1.5-2°C,濕地的溫室氣體“匯”功能減弱超過一半(約-57%)。相關成果發表于《自然-氣候變化》。
該項研究由大氣物理所研究員賈根鎖、徐希燕以及博士后包韜共同完成,他們基于數據爬蟲技術和逆方差隨機效應模型薈萃分析方法,集成了1990-2022年間在167個獨立自然濕地站點開展的人為增溫模擬實驗數據,對二氧化碳、甲烷和氧化亞氮三種溫室氣體排放對增溫的響應開展了研究。
濕地覆蓋地球表面積的6%,但儲存著全球三分之一的土壤有機碳。濕地植被通過光合作用將大氣中的二氧化碳轉化為有機碳,在濕地土壤中積累。濕地的厭氧環境使得有機碳的分解速度較慢,所以濕地是碳素積累速度最快的自然生態系統。越來越多的證據表明,氣候變暖正在顯著改變濕地生態系統的結構和功能。
研究發現,即使《巴黎協定》全球平均氣溫較前工業化時期上升幅度控制在 2°C 以內,并努力將溫度上升幅度限制在 1.5°C 以內的目標能夠實現,濕地在減緩氣候變化方面所起的作用仍然會大幅減弱。
增溫后,在灌木類、禾草類等維管植物占優勢的濕地,二氧化碳凈吸收增加;苔蘚、地衣等隱花植物占優勢的濕地,二氧化碳凈排放顯著增加。不管濕地優勢植物功能群如何,增溫都促進了濕地甲烷的凈排放,與低親和力的甲烷氧化菌相比,產甲烷菌對土壤溫度的變化更為敏感。
此外,本研究還量化了濕地氧化亞氮排放對增溫的響應。研究人員表示,在百年尺度上,氧化亞氮的溫室效應是二氧化碳的298倍,即使少量的氧化亞氮排放增加,也可能對全球升溫產生不可忽視的影響。本研究還發現,在維管植物占優勢的多年凍土濕地,氣候變暖會更加顯著地促進甲烷和氧化亞氮的凈排放,從而對氣候變暖產生正反饋作用。
政府間的氣候變化委員會(IPCC)第6次氣候變化評估報告中特別指出,《巴黎協定》溫控目標下,未來碳排放空間估算不確定的主要來源之一是濕地等生態系統溫室氣體排放對氣候變化響應的不確定。本研究揭示了濕地溫室氣體排放對增溫響應的特征以及不確定的主要來源,也為濕地-氣候反饋機制的模擬研究提供了新啟示。