据《每日科学》网站近日报道,由美国加州大学戴维斯分校植物学家和比利时科学家组成的国 际联合研究小组确认,土壤中已被捕获的碳将会再次释放到大气层中,从而成为碳排放的一个来源。这一发现有助于更全面地理解过去和未来全球气候变化的成因。 该成果刊登于美国《国家科学院学报》。

    土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力(水、风)作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。尽管早先的研究发现在土壤侵蚀过程中可以将碳埋藏于土壤中,其作用类似于碳汇或碳存储。但是,该研究小组发现,这些碳汇中的一部分仅是暂时性的。

    论文共同作者之一、加州大学戴维斯分校植物学教授约翰·希克斯指出:“这是我们发现的全球碳循环的一部分。碳源在哪里,碳汇又在哪里?在某种程度上土壤侵蚀是碳汇,但正如我们所发现的那样,它同样也能成为一种碳源。”

    据研究人员估算,在土壤侵蚀过程中被埋藏的碳,大约有50%在500年之内会重新释放到大气层中。气候变化还可能导致这一过程加快,因为气候变化能够加速土壤分解的速度,进而加速碳的释放。

    研究人员在研究过程中使用了放射性碳和激光断代技术,计算出过去6000年间(从公元前 4000年到公元2000年)比利时Dijle河沿岸土壤所捕获的碳量,以及由土壤再次释放到大气层中的碳量。如此长时间跨度使研究人员能够发现被土壤捕 获的碳再次进入到大气层的渐进过程。自工业革命以来的150年间所发生的农业耕地流转,是历史上造成全球土壤侵蚀的最主要原因,研究人员所设计的6000 年时间框架将这段重要时期完全囊括。研究人员认为,过去150年间由于农业的发展而被捕获于土壤中的大部分碳,目前依然没有被释放到大气层中,但这将是未 来碳排放的一个主要来源。

    论文的共同作者之一、比利时鲁汶大学教授戈尔塔·范斯塔登指出:“我们的研究结果显示,由 于农业土地的流转,早期存储于土壤和植物中的碳已有大约一半释放到大气层中。”希克斯则强调,采用免耕或少耕的方法可以使土壤侵蚀最小化,而利用覆盖作物 栽培则可以确保土壤不处于裸露状态。

    论文的主要作者、比利时鲁汶大学的克瑞斯托夫·范·奥斯特指出:“我们需要弄清楚碳来自哪里、它以何种方式释放或者被捕获,以便确定合理的、成本合算的措施来减缓气候变化的进程。”(来源:科技日报 郑焕斌)

 

Kristof Van Oost Gert Verstraeten Sebastian Doetterl Bastiaan Notebaert François Wiaux Nils Broothaerts and Johan Six. Legacy of human-induced C erosion and burial on soil–atmosphere C exchange. PNAS 2012 .

Abstract

Carbon exchange associated with accelerated erosion following land cover change is an important component of the global C cycle. In current assessments however this component is not accounted for. Here we integrate the effects of accelerated C erosion across point hillslope and catchment scale for the 780-km2 Dijle River catchment over the period 4000 B.C. to A.D. 2000 to demonstrate that accelerated erosion results in a net C sink. We found this long-term C sink to be equivalent to 43% of the eroded C and to have offset 39% (17–66%) of the C emissions due to anthropogenic land cover change since the advent of agriculture. Nevertheless the erosion-induced C sink strength is limited by a significant loss of buried C in terrestrial depositional stores which lagged the burial. The time lag between burial and subsequent loss at this study site implies that the C buried in eroded terrestrial deposits during