皮皮虾科普网

皮皮虾科普网
分享国内外科学知识
皮皮虾科普网-国内外科学-科技-科普

在北极 春季融雪引发新鲜的二氧化碳生产

更新时间:2020-09-13 10:00点击:

  研究表明,北极的升温速度大约是世界其他地区的两倍,其土壤中二氧化碳的含量是大气的两倍。圣地亚哥州立大学的最新研究发现,春季融雪中的水会渗透到土壤中,并以比以前预期更高的速率触发新鲜二氧化碳的产生。

在北极 春季融雪引发新鲜的二氧化碳生产

  SDSU博士后研究员Kyle Arndt和生态系统生态学家Donatella Zona花了数年时间评估了阿拉斯加Utqiagvik(原称Barrow)的实地情况,并分析了他们返回圣地亚哥后的发现。

  通过分析土壤核心样品,他们发现,不仅是温室气体逸出,而且在春季融化期间可能增加了新鲜的碳产量。

  他们的研究于6月30日发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)上,他们的研究发现,冷融碳占碳排放量的近一半,这可以抵消夏季植被对二氧化碳的吸收或吸收。他们的发现填补了长期以来存在的数据空白,因为严酷的冬季和春季使北极地区难以进行研究。

  阿恩特说:“以前我们没有这些数据,但是现在有了,我们看到这些生态系统正在迅速变暖。”“许多模型已经预测出北极将变成CO2气源,但是如果不考虑这一春季过程,它们可能会低估气源的大小。”

  该论文的第一作者Arndt于2016年夏季开始访问Utqiagvik,以维护SDSU生态学家Walter Oechel所建立的设备,他在这些北极地区工作了近40年。

  Arndt使用涡旋协方差(一种测量土壤和大气之间的二氧化碳运动以及地面和空气温度,地面热通量和积雪深度的技术)来测量通量。

  热通量是在给定时间段内每单位表面积传递的能量,在冻结过程中收集它非常具有挑战性。佐纳说,阿恩特“提出了在春季融雪期间进行测量的想法,这是建立在填补寒冷季节北极热通量数据的基础上的。”

  Arndt还与SDSU微生物学家David Lipson合作,后者收集了土壤核心样品,这有助于他和Zona了解春季和秋季的土壤物理特性。

  当“我们在土壤核心的中间发现气袋使融化的雪涌入时,阿恩特确定发生了新鲜的CO2产生。融雪中富含氧气,有助于产生二氧化碳”。

  铁是土壤中所含多种矿物质之一。他们的分析表明,铁已被完全氧化,只有当土壤中的新鲜氧气与铁结合并氧化时,铁才会被氧化。研究人员发现,在此融化期间,CO2排放量呈稳定上升趋势,这进一步暗示了此时正在发生生产。

  阿恩特说:“土壤中发生的事情比我们以前想象的要多。”“自然之所以有效,是因为它比重的化合物优先分解较轻的化合物,产生独特的同位素特征,就像指纹一样。通过观察同位素,我们可以分辨出化合物存在的时间和碳排放的来源。”

  Arndt和Zona计划接下来将重点关注同位素分析,以重建样品中化合物的年龄,以及这些结果的更长远意义。

  “我们将寻找长期趋势中碳的二氧化碳的释放,以及如何热通量一直在变化,在过去的十年中,”卵说。


在北极 春季融雪引发新鲜的二氧化碳生产