氣候變暖存在“滯后效應”

植物和土壤猶如海綿，吸收著大氣中的二氧化碳。在對12噸密閉罐裝的草原泥土進行了歷時4年的研究后，“國際災害風險指標計劃”(DRI)項目的科學家發現，反常的高溫年份能夠在未來的2年甚至多年內減少草原生態系統吸收二氧化碳的數量，這表明氣候變暖存在著“滯后效應”。這個結果發表在近期出版的英國《自然》雜志上。

DRI地球和生態系統科學部教授杰伊·阿隆說：“這是在完整的生態系統中，首次定量地追蹤探測了反常高溫年份二氧化碳的吸收和釋放。這個在幾年內仍有影響的"滯后"反應提醒我們，在全球二氧化碳的保存中起重要作用的生態系統相當脆弱。”

生態系統中的植物和土壤幫助調整大氣中二氧化碳的數量。植物需要二氧化碳來維持生命，并且它們在春天和夏天時會吸收更多的二氧化碳以利于成長，它們在葉子、莖部和根部存儲碳。當植物死亡時，這些存儲的碳會被運送到土壤，重新回到大氣中，如果土壤中的細菌以死亡植物為生，這些細菌也會釋放二氧化碳。

為期4年的DRI研究計劃選擇了美國俄克拉荷馬州大草原生態系統為研究對象。研究人員從這里移出了重12噸、高6尺的“試驗田”，然后密封進4個起居室大小的環境室內。為了保證植物和土壤細菌的最小干擾，在DRI的“陽光控制的生態細胞室”內，研究人員模擬了日常的、季節性的氣溫變化，包括溫度、降雨等。

研究的第二年，一半“試驗田”模擬正常年份的氣候，另一半模擬聯合國政府間氣候變化專門委員會列出的本世紀后期的反常氣溫。第三年，科學家讓遭遇變暖氣候的“試驗田”的溫暖下降，使其與控制“試驗田”的溫度相一致。在整個四年的研究中，研究人員跟蹤了兩塊“試驗田”的二氧化碳排放通量，即二氧化碳在大氣層和生物圈中流動的數量。

DRI的“生態細胞”裝置讓科學家能夠對密閉的生態系統進行控制。他們不僅能夠一年年地制造出同樣的大氣溫度環境，而且也能獨立地控制每個“試驗田”中的土壤溫度，而土壤溫度是加強試驗結果的生態學相關性的關鍵特征。科學家使用該設備追蹤在正常溫度年份和非正常溫度年份植物和土壤中吸收和失去水的數量。

科學家發現，暴露在反常溫度變化年份的生態系統，在接下來的至少2年內，存在著二氧化碳吸收減少的情況，這些生態系統只能保存暴露在普通溫度下的“試驗田”所能保存二氧化碳量的1/3。

研究報告的另一位作者保羅·沃博格說：“在溫度反常高的年份，二氧化碳的吸收減少，主要是因為植物的生產率下降，導致了干旱。在接下來的幾年內，二氧化碳的減少是因為濕度變化，導致土壤微生物死亡，同時釋放出二氧化碳引起的。”

大量的研究發現，自從工業化世紀的第一絲曙光出現，地球大氣層的二氧化碳水平已經上升了大約1/3，全球政治和經濟領導人正在討論政策和改革經濟，以減少每年因燃燒化石燃料而排放到空氣中的數十億噸二氧化碳。

萊斯大學生態和環境生物學教授詹姆士·科爾曼說：“我們的發現證實，生態系統對于氣候改變做出的反應比我們以前所了解的要復雜得多。以前，我們的結論僅僅建立在傳統的實驗和觀測上，現在，我們的結論能夠為制訂科學的碳政策提供新的信息。”