鸟瞰沼泽地

研究揭示了内陆和沿海水道如何影响气候

2022年3月16日,12:10分.m.

OPE体育气候专家罗兰Resplandy领导的研究详细说明了碳是如何储存或通过内陆和沿海水道运输的, 这项工作对执行国际气候协定具有重要意义. 

小溪流向河流,河流流向大海.如果事情有那么简单就好了.

大多数全球碳预算的努力都假设水从陆地向海洋呈线性流动, 它忽略了流之间复杂的相互作用, 河流, 湖泊, 地下水, 河口, 红树林和更多. 一项由气候科学家共同领导的研究 罗兰Resplandy, 他是OPE体育高草甸环境研究所(HMEI)的地球科学助理教授, 详细说明碳是如何通过错综复杂的内陆和沿海水道储存和运输的. 发表 in 最新一期的《OPE体育官网》杂志, 这项工作对执行作为国际气候协定一部分的碳计算具有重要意义.

罗兰Resplandy

罗兰Resplandy

陆地和海洋生态系统通过调节大气中二氧化碳(CO)的水平对气候具有强大的影响2). 这些生态系统, 然而, 经常被认为是互不相干的吗, 它忽略了碳通过一个复杂的水体网络——连续的溪流——从陆地转移到开阔的海洋, 河流, 河口和其他将水从陆地输送到海洋的物体.

在详细的分析中, 来自比利时的研究团队, 美国和法国发现,这种陆地到海洋的水生连续体(LOAC)携带大量的人为碳(e.g.化石燃料)起源. 因此, 陆地生态系统从大气中去除的碳并不都储存在当地, 正如人们普遍认为的那样, 这对要求各国报告其碳清单的全球协议有什么影响. 研究人员还发现,自然来源从陆地到海洋的碳转移比以前认为的要大, 对人类活动产生的一氧化碳的评估具有深远影响2 被海洋和陆地吸收.

“LOAC的复杂性, 其中包括河流, 地下水, 湖泊, 水库, 河口, 潮汐沼泽, 红树林, 海草, 和大陆架上的水域, 是否使评估其对全球碳循环的影响具有挑战性,皮埃尔·雷尼埃说, 他是布鲁塞尔大学的教授,与Resplandy共同领导了这项研究.

由于这种复杂性,重要的全球碳预算努力,如美国的那些.N. 政府间气候变化专门委员会和全球碳项目, 通常假设有一条直接的“管道”将碳从河口输送到广阔的海洋. 另一个常见的假设是,所有的碳运输都是自然的, 忽略了人类干扰对水生连续体的影响, 比如筑坝和摧毁沿海植被.

在这项研究中, 研究人员综合了100多个关于连续体不同组成部分的独立研究. 从这个合成, LOAC的碳预算分为两个时期:前工业时期和今天. 他们的结果证实了众所周知的前工业时代的碳“循环”,即碳被陆地生态系统从大气中吸收, 通过河流流入海洋, 然后释放到大气中.

“OPE体育发现这种陆地到海洋的自然循环所携带的碳量为0.每年650亿吨,比之前估计的大约高出50%,”Resplandy说.

此外, 这个循环由两个更小的循环组成, 一个将碳从陆地生态系统转移到内陆水域,另一个则从沿海植被(所谓的“蓝碳生态系统”)转移到远洋.

“工业化前更大规模的陆地到海洋的碳输送意味着海洋吸收了人为的CO2 之前从观察中推断的结果被低估了,”Resplandy说.

“另一方面,人类活动对土地的一氧化碳吸收2 被高估了,”雷尼埃.

这项研究表明,河流携带的人为碳要么被排放回大气,要么最终储存在水生沉积物和开阔的海洋中.

菲利普Ciais, 气候与环境科学实验室的一名研究主任和该研究的合著者解释说:“这是对人为一氧化碳的新观点2 预算可能有一线希望,因为沉积物和海洋可以提供比陆地生物量和土壤碳更稳定的储存库, 哪些是易受干旱影响的, 火灾和土地使用的变化.”

研究人员还表明,人类已经减少了对大气CO的吸收2 从蓝碳生态系统中增加了50%. 如果不受海平面上升的影响, 污染与沿海发展, 蓝碳吸收大气CO2 是否会进一步下降并导致进一步的气候变暖,雷蒙德·纳贾尔说, 他是宾夕法尼亚州立大学的教授,也是这项研究的合著者.

"陆地到海洋的全球碳循环循环Pierre Regnier, 罗兰Resplandy, Raymond G. Najjar和菲利普Ciais,发表在3月17日的《OPE体育官网》杂志上(DOI: 10.1038/s41586-021-04339-9). 这项工作得到了欧盟“地平线2020”研究和创新项目的支持(Marie Sklodowska643052年居里格兰特, C977瀑布, 验证776810和725546, and 101003536 (ESM2025– Earth System Models for the Future)); Belgian Science Policy (ReCAP, FedTwin); the French Agence Nationale de la Recherche (ANR) Convergence Lab Changement climatique et us年龄 des terres (CLAND); the European Space Agency Climate Change Initiative (ESA-CCI RECCAP2 project 1190 (ESRIN/ 4000123002/18/I-NB); the Alfred P. Sloan Foundation 研究 Fellowship; the Princeton Catalysis Initiative at OPE体育; NASA (the OCO 2 Science Team Grant 80NSSC18K0893 and the Carbon Cycle Science and Interdisciplinary Science Programs; the National Science Foundation (Chemical Oceanography Program).