“綠色革命”逐漸改變了生物圈呼吸
發布時間:2014年11月26日 文章出自:中國科學報
“綠色革命”密集的農作方式正在越來越快地改變著地球大氣。美國馬里蘭大學研究人員在最近一項研究中發現,過去50年來,大氣中二氧化碳(CO2)的季節波動升高了約15%,平均季節性波動正以每年0.3%的速率增加。
據物理學家組織網11月19日報道,研究人員開發了一種新的名為VEGAS(陸地碳循環模型)的大氣模型,首次研究了在20世紀和21世紀期間,農業活動強度變化造成的影響。相關論文發表在11月20日的《自然》雜志上。
“我們看到的是‘綠色革命’對地球新陳代謝造成的影響?!瘪R里蘭大學大氣與海洋科學教授、VEGAS主要開發人員曾寧(音譯)說,“我們的土地利用方式的變化,逐漸改變了整個生物圈的呼吸?!?/p>
自上世紀50年代,科學家就知道在北半球每年的夏末秋初,大氣CO2水平較低,這一區域北半球比南半球更大,因此北半球植物更多。在南北半球植物達到最大生長期,CO2水平在春夏兩季會下降,植物吸收CO2放出氧氣,到了秋天,植物分解放出儲存的碳,大氣CO2水平又迅速上升。CO2上升的驅動因素比較清楚,而加劇CO2季節性循環波動的原因卻很難確定。因為高水平CO2具有化肥效應,會刺激植物生長,而且北半球高緯度地區在變暖,也使寒冷地區植物生長得更好。
曾寧說,從1961年到2010年,種植主要作物的土地面積增長了20%,而作物產量增至3倍?!熬G色革命”的因素——擴大灌溉、增加化肥、使用高產品種等,不僅提高了作物產量,也延長了作物生長期和腐爛時間,增加了它們釋放到大氣中的CO2數量。
研究人員用了夏威夷莫納羅亞觀察站自1958年開始的持續歷史觀察記錄,晚些開始的其他地方的記錄,并結合了聯合國糧農組織(FAO)的國別統計數據、氣候數據和一些站點的大氣CO2數據。跟蹤季節峰值和谷值,清晰顯示了大氣CO2總體水平呈上升趨勢。在1961年到2010年之間,季節波動變得更加極端,在北半球,冬天的CO2水平常比夏天要高6ppm(1ppm=百萬分之一)。
把綠色革命因素納入模型后,模型結果大致符合莫納羅亞觀察站記錄的真實數據峰值和谷值。曾寧指出,他們的模型結果首次跟蹤表現了耕作強度變化造成的影響,并對一些未知因素進行了簡化處理。為了確保沒有夸大綠色革命的效果,他們還用模型估計了世界作物產量,結果略低于FAO的統計。
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