全球气候变暖的隐形推手——土壤呼吸

事 实上 。 除 了化 石 燃 料 的 使 用之 外 ， 全 球 气 候 变暖 还 有 一
个 不 为 大 众 所 关 注 的 隐 形 推 手 ， 那 就 是 陆 地 生 态 系统 碳 循 环
的 一 个 重 要 环 节— — 土 壤 呼 吸 。不错 ， 就 是 土 壤 呼 吸 。土壤 中 隐 藏 有 包括 植 物 的 根 系 、 微 生物 和 动 物 在 内 的 无数 生命 体 ， 它
Ｌ Ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ７ ／ 变 暖 的 隐 形推 手
陈雨乔 ， 陈全胜 （ 北京市景山学校， １ ０ ０ ０ ９ ３ ）
【 摘
ｉ壤 呼吸
要】 全球气候变暖 已成为不争 的事 实。 世界气象组织（ Ｗｏ ｒ ｌ ｄ Ｍ ｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ＷＭＯ） 最近宣称 ， 同工业革命以前相 较， ２ ０ １ ６年
机物质 ． 产 生 和释 放 二 氧 化 碳 。 此 外 ， 土 壤 中含 碳 有 机 物 的化 将 会 在 现 有 基 础 上 增 加 ２ ． １ — ３ ９ ． ５ Ｐ ｇ ，其平均增加量相 当于 当
学 氧 化 作 用也 是 土 壤 呼 吸 的 来 源 之 一 。只 不 过 植 物 的根 系和 前 使 用化 石 燃 料 释 放 碳 量 的 ５倍 还 多 ！ 实 际上 ．这 些 因土 壤 呼 吸 同温 度 之 间 的 关 系 而新 增 的二 土 壤 微 生 物 占土 壤 二 氧 化 碳 排 放 源 的 ９ ５ ％ 以上 ， 因此 ， 它们 被 认 为是土壤呼吸两个最主要的组成部分。 ． 之 所 以 说 土 壤 呼 吸 是 全 球 气候 变 暖 的 隐 形 推 手 ．那 是 因
总碳库 的 １ １ ％ ．是 化 石 燃料 燃 烧 释 放 二 氧 化 碳 量 的 ｌ ０倍 还 化 是 由 化 石 燃 料 的使 用 导 致 的 温 室 气 体 排 放 增 加 所 激 发 的 ． 多 因此 ． 土壤 呼吸 的 一 个 细 小 的 变化 都有 可 能 引起 大 气二 氧 而 土壤 呼 吸 同温 度 之 间 的耦 合 关 系 无疑 加 快 了 这 一 进 程 ． 因
不 考 虑 新 增 土壤 呼 吸 对 全球 气 温 的 影 响 ， 按照Ｉ Ｐ Ｃ Ｃ预 测 们 在 进 行 新 陈代 谢 的过 程 中 ， 虽然不至于鼻息如雷 ， 但 的 确 无 的 增 温情 况和 多数 陆地 生 态 系统 模 型 采 用 的 恒 定 的 温 度敏 感 时 无 刻 不 在 以一 种 悄 然 静 默 的 方 式 吐 故 纳 新 ， 消耗 氧 气和 有 性 Ｑ， ０ ＝ ２计 算 ． 到本世纪末期 ， 每 年 通 过 土 壤 呼 吸 排 放 的碳 量
地 球 表 面 平 均 气 温 已经 上 升 了 １ ． １ ℃。 与 地 质 历 史 时 期 历 次 气 候 变 化 成 因 不 同 ， 多 数科 学 家 认 为 ， 近 一 个 半 世 纪 以 来 气 候 变 暖 最 主 要 的驱 动 力 是 人 类 对 化石 燃 料 的 开 采 和 使 用 ， 因为 这 会 将 包 括 二 氧 化 碳 、 甲烷 和 氮 氧 化 物 等 在 内 的 温 室 气 体 大 量 释放 到 空 气 之 中。 以 二氧 化 碳 为 例 ， 近 百 年 来 其 在 大 气 中 浓 度 的 增 长 速 度 已经 远 远 超 出过 去 ２ ２ ０ ０ ０年 间 的任 何 时 期 。 根 据 美 国 国 家 海 洋 和 大 气 管理 局 的 报告 ， 截止 ２ ０ １ ６年 ， 全球 大 气 二氧 化 碳 平均 浓 度 将 近 ４ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， 已超 出 工 业 革命 前 ４ ０ ％， 且 每 年仍 以一 定 的加 速 度 在 增 长 ｏ
氧 化 碳 不 可 能 不 对 全 球 气 温产 生任 何 影 响 。早 在 ２ ０ ０ ０年 ． 英 国大 气物理 学 家 Ｐ ｅ ｔ ｅ ｒ Ｍ． Ｃ ｏ ｘ和 他 的 研 究 团 队 在 著 名 杂 志
为 土 壤 呼 吸 具 备 以 下 两 个特 性 ：① 土 壤 呼 吸 排 放 的二 氧 化 碳 ＜ ＜ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｝ 上 撰 文 发 表 了一 个 重 大发 现 ． 那 就是 采 用碳 循 环— — 量 非 常 大 。真是 大 音 希 声 ， 大 象无 形 。 根 据 科 学 家们 最新 的估 气候 耦 合 模 型 预 测 表 明 ， 到 本 世 纪 全球 温 度 将 上 升 ８ ℃ 这 一 算， 通过 土壤 呼 吸 ， 全 球 陆地 生 态 系统 每 年 以二 氧 化 碳 形 式排 结 果 远 高 于 Ｉ Ｐ Ｃ Ｃ 当前 预 测 的 最 高 温度 升 幅 ４ ． ８ ℃。 放 到 大 气 中的 碳 高 达 １ ０ ０ Ｐ ｇ （ １ ｇ ＝ ｌ ｘ ｌ Ｏ ２ Ｐ ｇ ） ， 大约相 ３ ＇ － 于 大 气 综合以上 ． 工 业 革命 以 来 全球 气 温 已经 显 著 升 高 ． 这 一 变
【 关键词 】 土壤呼吸 ； 全球变暖 ； 土壤呼吸温度敏感性 ； 生态系统 ； 二氧化碳 【 中图分类号 】 Ｓ １ ５ ４ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编 号】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ２ ８ — ０ ２ ６ ５ 一 Ｏ １
致 的温 室 气体 排 放 量 这 是 没 有 考 虑 土壤 二 氧化 碳 排 放 同 温 度 变化 之 间的 关 系得 出的 结 论 如 果 将 上 述 正反 馈 环 考虑 进 来． 全球 气 温上 升 的 幅度 恐怕 还 会 更 大 。
化 碳 浓 度 的 巨大 变 化 ， 进 而凭借温室效应 ， 影 响 全球 气候 。② 此 土 壤 呼 吸是 气 候 变 暖 的 隐 形 助 推 器 。 鉴 于全 球 温 暖 化 的进 土壤 呼 吸 会 随 温 度 的 升 高 而 增 加 。 到 目前 为 止 ． 用 于拟 合 土 壤 程 已经 启 动 ， 通 过 土 壤 呼 吸 排 放 的二 氧 化 碳 会 只 增 不 减 ． 即使