新方法使評估人類土地利用對碳循環(huán)的直接影響成為可能

植被和土壤是陸地上的主要碳匯，因?yàn)樗鼈兡壳拔樟巳祟愒斐傻膸缀跞种坏亩趸?a href='http://m.nu563.cn' target='_blank'>碳排放，從而大大有助于減緩全球變暖。除了能源生產(chǎn)和工業(yè)外，土地利用也大大增加了全球人為二氧化碳排放量。

 

然而，森林和林地并不像以前假設(shè)的那樣可靠地固碳：它們作為碳匯的功能每年都會(huì)受到很大的波動(dòng)，即使沒有直接的人類活動(dòng)，它們也容易受到各種環(huán)境影響。路德維希-馬克西米利安大學(xué)（Ludwig Maximilian University）地理學(xué)家朱莉婭·龐格拉茨（Julia Pongratz）教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新建模方法的結(jié)果揭示了這一點(diǎn)。

 

根據(jù)這些結(jié)果，不僅森林砍伐或再造林等直接人類活動(dòng)決定了森林作為碳匯的有效性。森林火災(zāi)和極端天氣事件等自然環(huán)境因素，以及大氣二氧化碳濃度增加等間接人為影響，也會(huì)影響樹木和其他木本植被可吸收的碳量。

 

為了更好地了解這些動(dòng)態(tài)，龐格拉茨團(tuán)隊(duì)成員、該研究的主要作者塞爾瑪·布爾坦（Selma Bultan）開發(fā)了一種方法，使科學(xué)家能夠根據(jù)衛(wèi)星和其他地球觀測數(shù)據(jù)，將人類土地利用對全球二氧化碳通量的直接影響與自然環(huán)境因素的直接影響區(qū)分開來。

 

塞爾瑪·布爾坦解釋說：“我們將地球觀測數(shù)據(jù)整合到一個(gè)模型中，該模型模擬了土地利用產(chǎn)生的二氧化碳通量。美國國家航空和航天局（NASA）的同事為我們提供了過去二十年的新全球植被數(shù)據(jù)。”由于數(shù)據(jù)的廣泛空間和時(shí)間覆蓋，這種新建模方法的開發(fā)成為可能。

 

可以區(qū)分人類和環(huán)境對碳循環(huán)的影響

 

龐格拉茨解釋道：“我們的研究解決了將土地利用的直接人類影響與間接副作用和自然過程分開的挑戰(zhàn)。”

 

“這種區(qū)分很重要，因?yàn)楦綦x直接的人為影響表明了氣候保護(hù)措施取得的真正進(jìn)展。相比之下，環(huán)境影響表明了陸地生物圈從大氣中吸收和儲(chǔ)存二氧化碳的可靠性。如果我們不斷向本研究中使用的模型提供新數(shù)據(jù)，它可以幫助科學(xué)家監(jiān)測氣候變化的成功保護(hù)措施，尤其是執(zhí)行國際協(xié)議，以減少土地利用變化造成的二氧化碳排放，如毀林。這有助于客觀評估各國實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的程度。”

 

這項(xiàng)研究還解決了氣候變化如何影響植被儲(chǔ)存碳的能力的問題。布爾坦說：“我們的結(jié)果表明，森林和林地中的二氧化碳匯受到更大的年度波動(dòng)的影響，對干旱等極端事件的反應(yīng)比以前假設(shè)的更為敏感。”

 

“由于這些發(fā)現(xiàn)，我們可以更好地估計(jì)土地利用對氣候保護(hù)的潛在貢獻(xiàn)，例如通過使用技術(shù)積極清除大氣中的二氧化碳。”

 

這兩位路德維希-馬克西米利安大學(xué)的科學(xué)家還為全球碳項(xiàng)目（GCP）做出了貢獻(xiàn)，該項(xiàng)目是研究全球二氧化碳通量動(dòng)態(tài)的研究人員的國際聯(lián)合努力，在一份年度報(bào)告中進(jìn)行了綜合。根據(jù)最新報(bào)告，目前，土地使用導(dǎo)致約9%的人為二氧化碳排放。因此，人類如何處理陸地生態(tài)系統(tǒng)對于實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的氣候目標(biāo)也至關(guān)重要。

 

研究人員現(xiàn)在可以利用衛(wèi)星遙感圖像的廣泛數(shù)據(jù)庫，將其集成到基于過程的模型中，以促進(jìn)我們對全球碳循環(huán)的理解，并監(jiān)測氣候變化的演變以及緩解氣候變化的氣候保護(hù)措施的成功程度。參與這項(xiàng)研究的另一位路德維希·馬克西米利安大學(xué)地理學(xué)家拉斐爾·甘澤米勒（Raphael Ganzenmüller）表示：“時(shí)間在我們這邊：衛(wèi)星時(shí)代現(xiàn)在涵蓋了足夠長的時(shí)間，讓我們能夠跟蹤政治發(fā)展對森林砍伐的影響，或觀察干旱事件不斷增加對植被的影響。”

 

塞爾瑪·布爾坦說：“我們掌握的關(guān)于草原植被和土壤中有機(jī)碳的數(shù)據(jù)越多，我們就越能準(zhǔn)確估計(jì)自然和人為二氧化碳通量，從而加深我們對整個(gè)陸地碳循環(huán)的理解。”

 

提高數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率也可以使科學(xué)家分析短期極端事件的影響，例如一年內(nèi)的個(gè)別干旱。“我們的研究揭示了將觀測數(shù)據(jù)整合到模型中以更穩(wěn)健地估計(jì)全球二氧化碳通量的潛力，這表明了基于衛(wèi)星的地球觀測所帶來的越來越大的可能性。”

 

原文參看：

 

https://phys.org/news/2022-09-method-effects-human-carbon.html

 

編譯/Daisy 審核/Sara 編/angel