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，因為它們目前吸收了人類造成的幾乎三分之一的二氧化碳排放，從而大大有助于減緩全球變暖。除了能源生產和工業(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的那樣可靠地固碳：它們作為碳匯的功能每年都會受到很大的波動，即使沒有直接的人類活動，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（Ludwig Maximilian University）地理學家朱莉婭·龐格拉茨（Julia Pongratz）教授領導的一個團隊開發(fā)的新建模方法的結果揭示了這一點。

 

根據(jù)這些結果，不僅森林砍伐或再造林等直接人類活動決定了森林作為碳匯的有效性。森林火災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態(tài)，龐格拉茨團隊成員、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)整合到一個模型中，該模型模擬了土地利用產生的二氧化碳通量。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，因為隔離直接的人為影響表明了氣候保護措施取得的真正進展。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)，它可以幫助科學家監(jiān)測氣候變化的成功保護措施，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現(xiàn)氣候目標的程度。”

 

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

 

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

 

這兩位路德維希-馬克西米利安大學的科學家還為全球碳項目（GCP）做出了貢獻，該項目是研究全球二氧化碳通量動態(tài)的研究人員的國際聯(lián)合努力，在一份年度報告中進行了綜合。根據(jù)最新報告，目前，土地使用導致約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)對于實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的氣候目標也至關重要。

 

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措施的成功程度。參與這項研究的另一位路德維希·馬克西米利安大學地理學家拉斐爾·甘澤米勒（Raphael Ganzenmüller）表示：“時間在我們這邊：衛(wèi)星時代現(xiàn)在涵蓋了足夠長的時間，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：“我們掌握的關于草原植被和土壤中有機碳的數(shù)據(jù)越多，我們就越能準確估計自然和人為二氧化碳通量，從而加深我們對整個陸地碳循環(huán)的理解。”

 

提高數(shù)據(jù)的時間分辨率也可以使科學家分析短期極端事件的影響，例如一年內的個別干旱。“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