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大氣二氧化碳含量增速停滯植物功勞有多大

http://www.www.kstxie.cn 2016-12-01 來源：齊魯晚報作者：發表評論(0)

　　今年5月,澳大利亞聯邦科學與工業組織(CSIRO)大氣科學家PaulKrummel在寫給科學家的一封信中表示:“在過去的4天里,格里姆角的二氧化碳水平已經超過了400ppm(百萬分之一)。”這個數值表明大氣中的二氧化碳水平正在進入一個危險的區域——比作為工業時代開端的19世紀升高了約280ppm。

　　類似的消息已經見怪不怪,最近幾年,我們經常可以看到類似“全球溫室氣體濃度再創新高”的消息。比如,2015年11月,世界氣象組織也曾向外界透露過這樣的消息:由于人類工農業等活動產生的二氧化碳、甲烷等長期存在,地球大氣的輻射強迫水平從1990年到2014年上升了36%。

　　自工業革命以來,大氣中的絕對二氧化碳含量一直在上升。主要來自化石能源的消耗、火山活動、人類和動物的呼吸運動及其他方面。而植物的光合作用是消耗二氧化碳的“主力軍”。

　　海洋也可以吸收大氣中的二氧化碳,但近些年來,由于物理及生物變化,海洋吸收二氧化碳的能力被削弱,更多的二氧化碳因此留存在了大氣中。首先,海洋表面變暖削弱了其吸收二氧化碳的能力。此外,由于海面變暖后水體質量變輕,與深海的交流變少,進一步降低了海洋吸收二氧化碳的能力。反過來,海洋水體混合變少意味著能浮上海洋表面的養分變少,這改變了海洋生態,減少了海洋生物對碳的攝入。

　　前澳大利亞聯邦科學與工業研究組織成員、澳大利亞國立大學學者邁克爾·勞帕赫(MichaelRaupach)表示,土地和海洋吸收了約一半的二氧化碳排放。雖然每年的情況都會有所變化,但已有初步規律表明,海洋吸收二氧化碳速度正在放緩,已經跟不上大氣中二氧化碳濃度的增速。

　　植物的功勞:二氧化碳含量增速出現停滯

　　不過,二氧化碳含量的飆升,帶來的不全是全球變暖這樣的壞消息,它也會導致另一個我們知之甚少的后果。

　　一個由世界各地科學家組成的研究團隊研究了33年來的衛星數據,他們發現:在過去的33年里,由于二氧化碳含量的上升,世界變得更加綠色了。同時,碳排放的增加也導致草木和植物上的樹葉變得越來越多。

　　為什么會這樣?研究者說二氧化碳能夠產生肥力效應。植物通過光合作用吸收空氣中的二氧化碳,而隨著空氣中二氧化碳的增加,植物、草木甚至糧食作物都會生長得更快,而這一點在氣候溫暖的地方表現得更加明顯。并且,隨著大氣中二氧化碳的含量攀升到如今的水平,地球表面的草木數量也在急劇增加。

　　肥力效應對全球二氧化碳含量的影響有多大?來自《自然·通訊》的氣候科學研究報告顯示,雖然人類活動造成的二氧化碳排放仍在增加,但大氣二氧化碳含量的增長率卻出現了暫時停滯。

　　研究者認為,這是由于陸地植被碳吸收增強,減少了二氧化碳排放在大氣中的留存比例。相關研究報告顯示,在過去的33年中,世界綠化的面積增加了1800萬平方公里,這大約是美國國土面積的兩倍。這樣的增長已經足以對水循環系統以及氣候體系中的碳產生重大改變。一方面,大氣二氧化碳含量提高增強了光合作用,但另一方面,全球溫度上升減緩也減弱了釋放二氧化碳的呼吸作用。這兩種因素都意味著植物吸收了更多的二氧化碳。因此,從2002年到2014年,大氣二氧化碳的蓄積速率每年約降低了2.2%。

　　不過,研究團隊提醒,大氣二氧化碳含量增長率的減緩很可能是暫時的,在絕對二氧化碳含量持續上升的條件下,植物碳儲存增加也無法解決氣候變化問題。

　　科學家的方案:“掩埋”二氧化碳

　　當然,從二氧化碳排放源頭來看,許多國家也在努力降低碳排放。一份最新的研究報告顯示,2016年全球二氧化碳排放量將只增長0.2%,這已經是連續第三年排放量幾乎沒有變化。

　　在21世紀頭十年,全球二氧化碳排放量每年還增長3%。中國二氧化碳排放量占全球的約30%,由于經濟增速放緩以及燃煤減少,2016年中國二氧化碳排放量將減少0.5%。美國的排放量預計減少1.7%。天然氣、風能和太陽能在發電過程中將逐步取代煤炭。

　　科學家甚至想出了“掩埋”二氧化碳的辦法。研究人員一直在研究以固體形式將二氧化碳儲存在地下、特別是儲存在玄武巖中的方法。玄武巖是一種火山巖,地球表層約70%由它構成。當它接觸到二氧化碳和水時會發生化學反應,可以把二氧化碳變成白堊狀的固體材料。

　　科研人員以前曾以為這種化學反應需要數千年時間才能完成,但新研究顯示實際只需數年時間。

　　據美國《科學美國人》網站11月18日報道,美國華盛頓州“瓦盧拉玄武巖試驗計劃”的科研人員將二氧化碳注入玄武巖構造層,發現液化的二氧化碳后來變成了固體巖石。太平洋西北國家實驗室的研究人員進行的此項研究表明,經過大約兩年的時間,二氧化碳固化成了一種名為富鐵白云石的礦石。這項研究證實了地球的主要巖石玄武巖可用于永久安全儲存二氧化碳。

　　今年早些時候,冰島“碳固定”項目取得成功。研究人員將一家地熱發電廠富含二氧化碳的火山氣體注入地下深處、新近形成了玄武巖構造層,這些二氧化碳通過化學反應用了約兩年時間變成了固體。

　　上述研究結果如能大規模應用,有望降低二氧化碳排放量,但能否降低成本還是一大挑戰。

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編輯：lianqi

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