“綠色革命”逐漸改變了生物圈呼吸
- 發佈時間：2014-11-21 01:30:36 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 “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。美國馬利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（陸地碳迴圈模型）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》雜誌上。
“我們看到的是‘綠色革命’對地球新陳代謝造成的影響。”馬利蘭大學大氣與海洋科學教授、VEGAS主要開發人員曾寧（音譯）説，“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。”
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水準較低，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水準在春夏兩季會下降，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水準又迅速上升。CO2上升的驅動因素比較清楚，而加劇CO2季節性迴圈波動的原因卻很難確定。因為高水準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。
曾寧説，從1961年到2010年，種植主要作物的土地面積增長了20%，而作物産量增至3倍。“綠色革命”的因素——擴大灌溉、增加化肥、使用高産品種等，不僅提高了作物産量，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，並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總體水準呈上升趨勢。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水準常比夏天要高6ppm（1ppm=百萬分之一）。
把綠色革命因素納入模型後，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，並對一些未知因素進行了簡化處理。為了確保沒有誇大綠色革命的效果，他們還用模型估計了世界作物産量，結果略低於FAO的統計。（常麗君）
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