令人震惊的新气候研究:地球将在20 - 30年内到达临界温度倾斜点

温度临界点

这幅图描绘了温度临界点,地球上的植物将开始减少它们能够吸收的人为碳排放。资料来源:Victor O. Leshyk/北亚利桑那大学

《科学》杂志的一项最新研究显示,按照目前的变暖速度,地球通过植物吸收人类排放的近三分之一碳的能力可能会在未来20年内减半科学概况由亚利桑那州北部大学的研究人员,Woodwell Climate Research Center和新西兰怀卡托大学。Using more than two decades of data from measurement towers in every major biome across the globe, the team identified a critical temperature tipping point beyond which plants’ ability to capture and store atmospheric carbon—a cumulative effect referred to as the “land carbon sink”—decreases as temperatures continue to rise.

陆地生物圈——陆地植物和土壤微生物的活动——完成了地球大部分的“呼吸”,交换二氧化碳和氧气。全球的生态系统通过光合作用吸收二氧化碳,并通过微生物和植物的呼吸作用将其释放回大气。在过去的几十年里,生物圈总的来说吸收的碳比释放的多,减缓了气候变化。

但随着记录破裂的温度继续遍布全球,这可能不会继续;NAU,WOODWELL CLIMATE和WAIKATO研究人员已经检测到超出植物碳吸收减缓和碳释放加速的温度阈值。

领先作者Katharyn Duffy在NAU的博士后研究员,在全球几乎每个生物群落中,即使除了除去水和阳光等其他效果之后,几乎每个生物血管都会注意到光合作用的光合作用急剧下降。

“地球有一个稳步增长的发烧,并且与人体一样,我们知道每个生物过程都有一系列温度,它在最佳地上表现出最佳,并且上述功能劣化的温度,”Duffy说。“所以,我们想问一下,植物可以承受多少?”

该研究首次从全球尺度的观测数据中检测到光合作用的温度阈值。虽然光合作用和呼吸作用的温度阈值已经在实验室中进行了研究,但Fluxnet的数据提供了一个窗口,让我们了解地球各地的生态系统实际上正在经历什么,以及它们如何响应。

“我们知道人类的温度最佳谎言大约37度摄氏(98度华氏温度),但我们科学界并不知道陆地生物圈的那些optima是什么,”达菲说。

她与伍德维尔气候和怀卡托大学的研究人员合作,他们最近开发了一种新的方法来回答这个问题:大分子速率理论(MMRT)。MMRT以热力学原理为基础,使研究人员能够为全球每个主要生物群落生成温度曲线。

结果令人震惊。

研究人员发现,对于更广泛的C3植物而言,用于碳摄取-18摄氏度的温度“峰”和28℃的C4植物 - 已经超出了大自然,但避免了呼吸的温度检查。这意味着在许多生物群中,持续的变暖会导致光合作用下降,而呼吸率呈指数升高,则将生态系统的平衡从碳源倾斜到碳源并加速气候变化。

NAU的合著者乔治·科赫说:“不同类型的植物对温度反应的细节各不相同,但当温度过高时,它们的光合作用都会下降。”

目前,不到10%的陆地生物圈体验超越这种光合最大的温度。但是,目前的排放率,最大一半的陆地生物圈可能会在中期的生产力范围内经历温度 - 世界上一些最丰富的富含碳化的生物群体,包括亚马逊和东南亚的热带雨林和Taiga在俄罗斯和加拿大,将是第一个击中这一点之一。

怀卡托大学的生物学家维克·阿克斯是这项研究的合著者,他说:“最令人震惊的是,我们的分析显示,所有生态系统中光合作用的最佳温度都很低。”“结合我们观察到的不同温度下生态系统呼吸速率的增加,我们的研究结果表明,任何超过18摄氏度的温度上升都可能对陆地碳汇造成损害。”如果不将变暖控制在或低于《巴黎气候协定》规定的水平,陆地碳汇将无法继续抵消我们的排放,为我们赢得时间。”

参考:“我们对陆地生物圈的温度倾斜点有多近?”作者:Katharyn A. Duffy,Christopher R. Schwalm,Vickery L. Arcus,George W.Koch,Liyin L. Liang和Louis A. Schipper,13月2021年1月13日,科学的进步
DOI:10.1126 / sciadv.aay1052

4评论关于“令人担忧的新气候研究:地球将在20-30年内达到临界温度临界点”

  1. 迈克尔•菲舍尔|2021年1月14日早上5点45分|回复

    这在某种程度上可能是比尔·盖茨计划将粒子分散到大气中以反射一部分太阳光线理论的基础吗?还是他想把人口减半的意识形态的反映?还是他的意识形态为这个理论提供了资金?

  2. 快!通知《国家询问报》!

  3. 克莱德·斯宾塞|2021年1月14日上午8:30|回复

    另一个糟糕的研究项目!对于初学者来说,当光合作用被关闭时,大部分变暖都在夜间和冬天发生。在这里查看我的分析:
    https://wattsupwiththat.com/2019/09/06/the-gestalt-of-heat-waves/
    热浪没有变得比上世纪30年代更频繁,也没有变得更严重。

    其次,它不仅仅是孤独的土地植物。光合浮游生物还提取CO2,其中一个最大的水槽是冷极水。最后,对CO2加倍的空气温度升高量是有争议的。40年来,已接受的标称值为3℃;然而,更多现代化的研究导致估计为1到2°C!

    随着危言耸听的总统即将安装,看起来脚兵正在落入形成。

    • 克莱德·斯宾塞|2021年1月14日上午9:28|回复

      研究人员分析的另一个根本缺陷是,他们似乎使用的是CMIP5全球环流模型的月平均温度。他们应该使用日间最高温度的月平均值,因为夜间温度下降,光合作用关闭。一个更复杂的方法是考虑在生长季节,超过最佳光合作用温度的白昼时间的百分比。全球光合作用曲线不对称;也就是说,接近最优点的坡度与通过最优点的坡度是不一样的。对于最大日光合作用,最适最高温度不同于最适瞬时温度。因为温度总是变化的,白天的平均温度略高于最佳光合作用温度应该会导致植物的最大生产力,或二氧化碳的封存。

      然而,另一个相关的问题是,人们普遍认为所有的模型(除了俄罗斯模型)都运行得太热了。在气候模型变得可靠之前(或者如果气候模型变得可靠的话),这种详细的生化工作只是一种推测。一条链条的坚固程度取决于它最薄弱的一环。

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