综合考虑碳酸盐溶解、全球水循环和水生生物光合作用的共同影响 |
在最新一期的国际地学顶级期刊《地球科学评论》(Earth-Science Reviews)上,中科院地球化学研究所
刘再华研究员等的关于碳酸盐风化碳汇的研究成果引人关注,这篇题为“大气CO2源汇估算的新方向:综合考虑碳酸盐溶解、全球水循环和水生生物光合作用的共同影响”的文章,是继他们“发现全球水循环中的溶解无机碳可能是一个重要的碳汇”研究成果的基础上,再次在国际上全面系统阐述新观点。
随着全球变暖和人类环保意识的加强,碳减排和低碳生活已成为当今社会潮流。然而,作为全球变化研究的热点之一:全球大气CO2汇的位置、大小、变化和机制至今仍不确定,各国科学家对此观点迥异,争议很大。
目前全球大气CO2汇的研究主要集中在海洋碳汇以及陆地土壤和植被碳汇。刘再华等专家在理论计算和野外观测数据证明的基础上发现:存在一种由全球水循环产生的、重要的但先前被低估了的大气CO2汇,它是由碳酸盐溶解、全球水循环和海洋及陆地上的水生植物的光合作用共同产生的。这个碳汇达到每年8.24亿吨,约占全球遗失碳汇的29%,或占人类活动排放碳总量的10%。这部分碳汇中有4.72亿吨/年通过海上降水(2.28亿吨/年)和陆地河流(2.44亿吨/年)进入海洋,有1.19亿吨/年再次释放进入大气,还有2.33亿吨/年以有机碳的形式储存在陆地水生生态系统中,因此,净碳汇是7.05亿吨/年。
随着全球变暖引起的全球水循环的加强、人类活动排放CO2和大气圈中碳酸盐粉尘的增加,还有造林地区的增多(会引起土壤CO2的增加进而导致碳酸盐的溶解增加),这部分碳汇也将增加。同时,N、P、C、Fe、Zn和Si等元素的施肥效应可能增加由水生生物产生的有机质的储存和掩埋,进而减少返回大气的CO2通量。据IPCC评估报告中对全球变暖的预估,刘再华等专家预测,到2100年全球变暖将会导致全球碳酸盐风化碳汇增加21%,或1.8亿吨/年(对碳汇强度估计的不确定性还在做进一步的研究)。
来自加拿大和美国的权威评审专家认为,该成果的创新之处在于,它提出了有效估算大气CO2源汇的新方向和新方法。由于该研究是从地球系统科学的角度,以碳酸盐风化、全球水循环和水生植物的光合作用等化学、物理和生物过程为主线,综合考虑了岩石圈、水圈和生物圈对大气CO2汇的贡献,因而研究结果更具说服力和可信度。