這種被忽視的回饋迴路正在加速氣候變遷
塔夫茨大學的科學家指出,土壤中含有地球上80% 的碳,隨著乾旱導致土壤乾裂,土壤會釋放出更多的溫室氣體。氣候模型的精確性受到許多因素的影響,包括工業運作和運輸產生的溫室氣體排放、農場動物的排放、城市地區的擴大和森林的減少,以及太陽光從雪和其他地面表面的反射。此外,火山爆發等自然現像也發揮了作用,並被計入這些模型中。
氣候模型必須考慮眾多因素,包括土壤退化等被忽視的自然過程。土壤含有地球上80% 的碳,在乾旱條件下會釋放溫室氣體,可能加劇氣候變遷。新的研究強調了將土壤健康納入氣候預測的重要性,並倡導可持續的土地利用以減輕這些影響。資料來源:美國農業部
然而,其他一些自然過程卻被忽略了。土木與環境工程教授兼路易斯-伯傑講座教授法希德-瓦赫迪法德(Farshid Vahedifard)指出了一個重要的自然過程,它就在我們的腳下,覆蓋了地球上大部分的水域。
瓦希德法爾德在《環境研究快報》上發表的一項研究中指出,土壤儲存了地球上80%的碳,而隨著一些地區乾旱週期和嚴重程度的增加,這個重要的儲存庫正在開裂和分解,向大氣中釋放出更多的二氧化碳和其他溫室氣體。事實上,這可能會形成一個放大的回饋迴路,加速氣候變化,遠遠超出目前的預測。
瓦希德法爾德說:「現有文獻尚未對這一過程進行充分評估,也未將其納入模型。如果我們不考慮乾旱、土壤乾燥開裂和二氧化碳排放之間的相互作用,那麼在模擬和預測氣候變遷時就會出現嚴重的誤差。此外還有其他影響。較差的土壤健康狀況會導致光合作用減弱,二氧化碳吸收量降低,而且會損害防洪土壩的結構完整性。”
氣候變遷模型中可能沒有充分考慮到其他放大回饋迴路。這些因素包括海冰融化和海洋表面顏色加深,從而從太陽中吸收更多熱量。溫暖乾燥的氣候條件導致野火增加,向大氣中釋放大量二氧化碳,進而造成更熱、更乾燥的天氣,更有利於火災的發生。
另一個放大的回饋迴路是北極和亞北極永久凍土的解凍,也會向大氣中釋放二氧化碳,提高氣候溫度,導致更多的永凍土融化。
乾旱、土壤乾裂和地表碳釋放的循環形成了一個放大的回饋迴路,而大多數氣候變遷模型都沒有考慮到這一點。資料來源:塔夫茨大學Farshid Vahedifard
但是,乾旱造成的土壤變化可能與這些因素一樣重要,甚至更重要。乾旱表現為長時間的土壤含水量低和溫度高,導致細粒土壤開裂,有時甚至延伸到地表以下數公尺。裂縫導致更多土壤暴露在空氣中,微生物活動增加,有機物分解,二氧化碳釋放,養分流失,植物生長能力下降,二氧化碳固存量降低。
深層裂縫暴露了以前穩定和受到保護的更古老的碳儲量。空氣滲入土壤不僅加速了有機物中二氧化碳的釋放,也加速了一氧化二氮等其他溫室氣體的釋放。
蚯蚓和千足蟲等幫助翻土的小動物也會受到水分減少和空氣暴露增加的影響,無法在養分循環和土壤結構維護方面發揮積極作用。這反過來又增加了土壤開裂和通氣的可能性。
瓦希德法爾德說:”土壤碳反饋環路的放大效應及其與其他環路的相互作用可能會使我們跨越臨界點,導致氣候發生更加嚴重和永久性的變化。”
他指出,政府機構和決策者需要促進土地的可持續利用,”這可以包括採用精確灌溉技術和節水措施,以及使用耐旱作物,有機肥料和堆肥可以提高土壤有機質含量,改善土壤持水能力。當然,這只有作為減少所有人類活動產生的溫室氣體排放的綜合努力的一部分才能有所幫助。”
編譯自: ScitechDaily