新方法使评估人类土地利用对碳循环的直接影响成为可能

植被和土壤是陆地上的主要碳汇，因为它们目前吸收了人类造成的几乎三分之一的二氧化碳排放，从而大大有助于减缓全球变暖。除了能源生产和工业外，土地利用也大大增加了全球人为二氧化碳排放量。

 

然而，森林和林地并不像以前假设的那样可靠地固碳：它们作为碳汇的功能每年都会受到很大的波动，即使没有直接的人类活动，它们也容易受到各种环境影响。路德维希-马克西米利安大学（Ludwig Maximilian University）地理学家朱莉娅·庞格拉茨（Julia Pongratz）教授领导的一个团队开发的新建模方法的结果揭示了这一点。

 

根据这些结果，不仅森林砍伐或再造林等直接人类活动决定了森林作为碳汇的有效性。森林火灾和极端天气事件等自然环境因素，以及大气二氧化碳浓度增加等间接人为影响，也会影响树木和其他木本植被可吸收的碳量。

 

为了更好地了解这些动态，庞格拉茨团队成员、该研究的主要作者塞尔玛·布尔坦（Selma Bultan）开发了一种方法，使科学家能够根据卫星和其他地球观测数据，将人类土地利用对全球二氧化碳通量的直接影响与自然环境因素的直接影响区分开来。

 

塞尔玛·布尔坦解释说：“我们将地球观测数据整合到一个模型中，该模型模拟了土地利用产生的二氧化碳通量。美国国家航空和航天局（NASA）的同事为我们提供了过去二十年的新全球植被数据。”由于数据的广泛空间和时间覆盖，这种新建模方法的开发成为可能。

 

可以区分人类和环境对碳循环的影响

 

庞格拉茨解释道：“我们的研究解决了将土地利用的直接人类影响与间接副作用和自然过程分开的挑战。”

 

“这种区分很重要，因为隔离直接的人为影响表明了气候保护措施取得的真正进展。相比之下，环境影响表明了陆地生物圈从大气中吸收和储存二氧化碳的可靠性。如果我们不断向本研究中使用的模型提供新数据，它可以帮助科学家监测气候变化的成功保护措施，尤其是执行国际协议，以减少土地利用变化造成的二氧化碳排放，如毁林。这有助于客观评估各国实现气候目标的程度。”

 

这项研究还解决了气候变化如何影响植被储存碳的能力的问题。布尔坦说：“我们的结果表明，森林和林地中的二氧化碳汇受到更大的年度波动的影响，对干旱等极端事件的反应比以前假设的更为敏感。”

 

“由于这些发现，我们可以更好地估计土地利用对气候保护的潜在贡献，例如通过使用技术积极清除大气中的二氧化碳。”

 

这两位路德维希-马克西米利安大学的科学家还为全球碳项目（GCP）做出了贡献，该项目是研究全球二氧化碳通量动态的研究人员的国际联合努力，在一份年度报告中进行了综合。根据最新报告，目前，土地使用导致约9%的人为二氧化碳排放。因此，人类如何处理陆地生态系统对于实现《巴黎协定》的气候目标也至关重要。

 

研究人员现在可以利用卫星遥感图像的广泛数据库，将其集成到基于过程的模型中，以促进我们对全球碳循环的理解，并监测气候变化的演变以及缓解气候变化的气候保护措施的成功程度。参与这项研究的另一位路德维希·马克西米利安大学地理学家拉斐尔·甘泽米勒（Raphael Ganzenmüller）表示：“时间在我们这边：卫星时代现在涵盖了足够长的时间，让我们能够跟踪政治发展对森林砍伐的影响，或观察干旱事件不断增加对植被的影响。”

 

塞尔玛·布尔坦说：“我们掌握的关于草原植被和土壤中有机碳的数据越多，我们就越能准确估计自然和人为二氧化碳通量，从而加深我们对整个陆地碳循环的理解。”

 

提高数据的时间分辨率也可以使科学家分析短期极端事件的影响，例如一年内的个别干旱。“我们的研究揭示了将观测数据整合到模型中以更稳健地估计全球二氧化碳通量的潜力，这表明了基于卫星的地球观测所带来的越来越大的可能性。”

 

原文参看：

 

https://phys.org/news/2022-09-method-effects-human-carbon.html

 

编译/Daisy 审核/Sara 编/angel