巨量碳匯藏身沙海
- 發佈時間:2015-08-04 04:52:45 來源:經濟日報 責任編輯:羅伯特
沙漠是沙的世界,但誰能想到浩瀚沙海下隱藏著一個地下鹹水的“海洋”?中國科學院新疆生態與地理所的一項最新研究確認,這個鹹水“海洋”,和真正的海洋一樣,也是“碳匯”,是全球相關科學家苦苦尋求的“迷失碳匯”的一部分。
化石燃料燃燒産生的二氧化碳,部分存儲于大氣中,並導致大氣二氧化碳濃度升高;部分進入海洋。但還有一部分不知去向,被稱為“迷失碳匯”。幾十年來,相關科學家付出了巨大的努力,尋找“迷失碳匯”,基本確定它存在於陸地生態系統中,但到底在哪兒仍是個謎。北半球的溫帶森林生態系統被確認為碳匯,但確認的量遠低於“迷失碳匯”。
沙漠或荒漠區,植被稀疏甚至完全荒蕪,土壤貧瘠,有機碳含量極低,長期以來被認為不可能大量吸收二氧化碳而形成碳匯。直到幾年前,中美兩國科學家幾乎同時發現沙漠或荒漠區有進入地表的二氧化碳通量,並據此推測荒漠區很可能是一個很大的碳匯。這些發現引起廣泛關注,《科學》雜誌專文評述:《科學家發現了碳迴圈的隱匿環節?》。然而,這些關注也引起來自國際碳迴圈權威人士的強烈質疑:荒漠中貧瘠的土壤、稀疏的植物不可能以這麼大的速率吸收二氧化碳。
權威的質疑切中要害:沙漠中土壤或植物如果以這麼大的速率吸收碳,不可能測不到增量。也就是説,那麼多的二氧化碳進入荒漠,存哪兒了?
中國科學院新疆生態與地理研究所李彥研究員帶領團隊進行長達10年的探索,最終做了解答:向下的二氧化碳通量不在植物中,也不在土壤中,“碳匯”存在於荒漠區地下鹹水層。
據介紹,碳匯形成過程大致如下:荒漠邊緣區綠洲或荒漠土壤呼吸釋放的二氧化碳,並不像別的地區那樣完全返回大氣,而是部分被鹽鹼性的土壤水溶解吸收;這些被溶解吸收的二氧化碳在灌溉洗鹽過程中被淋洗進入地下水層,並隨著地下水運動水準輸送而進入廣饒的沙漠下。
簡言之,這個碳匯過程是乾旱區鹽鹼土改良、鹽漬化控制的一個伴生過程:因為蒸發遠大於降水,鹽漬化是乾旱區綠洲土壤的一個自然過程——為控制鹽漬化,必須洗鹽;而鹽鹼水對二氧化碳的溶解度極高,洗鹽必然也洗去溶解其中的二氧化碳。這些洗鹽水,最終匯集在浩瀚沙漠下形成地下鹹水層,儲存于其中的二氧化碳則形成碳匯,其自身同時也是一個巨大的碳庫。初步估計,這個碳庫的全球總量高達1000億噸,是陸地上植物、土壤之外的第3個活動碳庫。
這是一個溶解性的無機碳匯,本質上與海洋中無機碳匯的形成沒有區別。事實上,乾旱區內陸河無入海口,而是消失于浩瀚沙漠,沙漠的地下水就是它的“海洋”。李彥團隊研究證實,這個“沙漠下的海洋”與真正的海洋一樣,也是碳匯。這個結果,在傳統認為的“不可能地區”確認了碳匯的存在,為尋找“迷失碳匯”開創了一個全新的方向。
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