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同位素追踪表明植物的碳循环速度比以前认为的要快-碳13C13同位素
发布日期:2024-06-26 来源:重水 同位素 氙气 ,氪气, 氖气,氦气, 三氯化硼,三氟化硼,氘气, 一氧化碳, 甲烷

追踪 20 世纪试验释放的碳 14 表明,生物圈的碳循环速度比以前认为的要快。这可能是因为植物在短命的嫩枝和叶子中储存的碳比在木质生物质中储存的碳更多。结果可能意味着植物抵消气候变化的能力比以前估计的要弱。

20 世纪 50 年代和 60 年代的多次核试验显著提高了地球大气中放射性碳 14 同位素的含量。碳 14 的移动随后被用来追踪大气混合和其他环境现象。

现在,伦敦帝国理工学院的气候物理学家Heather Graven和她的同事分析了 1963 年至 1967 年期间(当时没有进行重大核试验)的碳-14 水平,以估算植被吸收碳的速率。

通过关注 20 世纪 60 年代中期,研究人员能够分析当时没有新的碳 14 输入地球系统的时期的数据,而且由于碳 14 的半衰期约为 5730 年,因此衰变可以忽略不计。格雷文解释说:“放射性碳只是在空气、陆地上的植物和土壤以及海洋之间进行交换。因此,我们只需考虑有多少碳从大气中流失,有多少碳进入海洋,然后我们可以通过计算残余量来计算有多少碳进入生物圈。”

虽然最先进的计算机模型预测植物每年吸收 430 亿至 760 亿吨碳,但研究人员的研究结果表明,每年至少有 800 亿吨碳。其中绝大多数最终通过放牧、收割或需氧生物分解等过程返回大气。

随着大气中二氧化碳含量的上升,生物圈吸收了一些额外的碳。然而,格雷文说,“我们并没有真正量化碳汇”。她指出,如果碳从大气中去除得更快,碳很可能会更快地返回。“碳的周转规模更大,而且似乎比模型模拟的要快,”她说。


这可以解释为,碳储存在更小、寿命更短的枝条、叶子和树叶中的比例要高于寿命更长的“木质生物质”,如树干、树枝和大根。格雷文说,无论原因是什么,在模拟植被抵消气候变化的能力时,都需要考虑较短的储存时间。她指出:“活植被中的碳不会像我们之前估计的那样储存那么久。我们在生物圈中储存的碳比自然界中储存的碳还要多,这种想法实际上并不可行。”

“这对我们这个领域意义重大,”美国印第安纳州普渡大学的生物地球化学家丽莎·韦尔普说,她没有参与这项研究。她说,“因为测量陆地植物内外碳的隐藏通量的方法很少,所以所有的方法都很重要。”韦尔普说,目前还不清楚这对预测未来气候模型有何具体影响,但她指出,“事实上,现在所有的模型都没有真正做对的事情,这并不能让我们对它们将来会做对的事情抱有太大的信心。”

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