二氧化碳是植物生长所需的“燃料” 。 随着大气中二氧化碳水平的升高 ， 我们有理由相信 ， 植树造林将减少化石燃料燃烧、农业和其他人类活动产生的二氧化碳 。
然而 ， 《自然》杂志3月24日发表的一篇新论文指出 ， 在二氧化碳水平升高促使植物生长的同时 ， 另一巨大的碳汇——土壤——会付出惊人的代价 。
研究人员分析了108项已发表研究的数据 ， 惊讶地发现：“当植物生物质增加 ， 土壤中的碳储会减少 。 ”这一发现与此前广为人知的假说相矛盾 。 该假说认为 ， 随着植物生物质进入土壤并转化为有机质 ， 土壤内的生物量和土壤碳将同步增加 。
论文作者表示 ， 一种可能的解释是 ， 为了跟上因二氧化碳浓度上升而加快的生长速度 ， 植物从土壤中获取养分的效率也提高了 。 而提取额外的养分需要加快微生物活动 ， 这最终导致本应保存在土壤中的二氧化碳进入大气中 。
论文第一作者、劳伦斯利弗莫尔国家实验室研究员César Terrer和同事们发现 ， 只有当植物无视大气中高水平的二氧化碳 ， 保持平稳生长速度时 ， 土壤中的碳才会累积 。
“事实证明 ， 植物生长和土壤碳同时增加是很难的 。 ”论文作者、斯坦福大学地球、能源和环境科学学院的Rob Jackson教授说 。 他表示 ， 目前广泛使用的气候预测模型并未计入这种“此消彼长”的关系 ， 因此 ， 我们很可能高估了陆地吸收地球大气中二氧化碳的潜力 。
每年 ， 30%由人类活动产生的二氧化碳被植物和土壤吸收 。 预测地下碳汇在未来几十年的变化十分重要 ， 因为土壤吸收的碳往往会在那停留很长时间 。 “植物死亡后 ， 其身体中的部分碳将返回大气 。 但在土壤中 ， 碳可以储存几个世纪或几千年 。 ”Terrer解释 。 此外 ， 对于气候谜题另一方面的评估也需重塑 。 “世界范围内 ， 土壤中储存的碳比植物中储存的碳还要多 。 我们在关注森林和草原如何应对气候变化的同时 ， 也应该把更多注意力放到土壤上 。 ”Jackson说 。
研究人员估计 ， 到本世纪末 ， 大气中的二氧化碳浓度将是工业化前水平的两倍 ， 而植物生物量却只会增加约12% 。 换句话说 ， 植物对于减少碳排放而言 ， 可能并没有之前预测的那么重要 。 与此同时 ， 草地土壤的碳吸收量将增加8% ， 而森林土壤的碳吸收量则保持基本不变 。
“从生物多样性的角度来看 ， 在天然草地和热带草原生态系统中植树是一个错误的选择 ， ”Terrer说 ， “我们的结果表明 ， 这些树木很少的草地生态系统对于在土壤中储存碳也很重要 。 ”
科界原创
编译：橘子
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《自然》
期刊编号：0028-0836
原文链接：
https://phys.org/news/2021-03-soils-absorb-co2-carbon-risebut.html
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