泥炭地仅占全球陆地面积的百分之几,但至关重要的是,它们储存了近四分之一的土壤碳。
它们在调节气候方面发挥着至关重要的作用,但正面临威胁。
斯德哥尔摩大学的一项新研究表明,气温上升将导致泥炭地很快开始排放出比所储存更多的碳。
研究人员发现,通过限制全球变暖,可以避免最糟糕的情况。
泥炭地仅覆盖全球陆地面积的百分之几,但它们储存了近四分之一的所有土壤碳,因此在调节气候方面发挥着关键作用。我的同事和我刚刚绘制了迄今为止最精确的世界泥炭地地图——包括其深度以及储存了多少温室气体。我们发现,全球变暖很快将导致这些泥炭地开始排放出比所储存更多的碳。
泥炭地形成于水涝环境中,这种环境减缓了植物材料的分解,泥炭由此积累。富含碳的植物残体积累在北方苔原和泰加林地区尤为显著,在过去一万多年里,这些地区帮助降低了全球气候温度。如今,大片多年冻土(永久冻土)泥炭地正在融化,导致其中被冻结锁住的碳迅速以二氧化碳和甲烷的形式重新释放到大气中。
地球科学家对泥炭地进行了长期研究。他们探究了为何某些地区有泥炭,而其他地区没有,并研究了泥炭地如何作为天然档案发挥作用,借此我们可以重建过去的气候和植被状况(甚至人类生活状况:许多保存完好的古代人类遗骸就是在泥炭沼泽中发现的)。
科学家长期以来也认识到,泥炭地是全球碳循环和气候的重要组成部分。植物生长时会从大气中吸收二氧化碳,随着这些物质在泥炭中积累,大气中的碳含量随之减少,因此从长期来看气候将会降温。
鉴于北方泥炭地的重要性已为人所知,令人或许意外的是,直到最近,仍不存在一份关于其深度及储碳量的全面地图。正因如此,我领导了一个国际研究小组,绘制了这样一幅地图,我们可以借助它来估算泥炭地将如何应对全球变暖。我们的研究成果现已发表在期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

泥炭地极难绘制,因为其生长与许多不同的当地因素相关,例如景观中的排水方式。因此,我们不得不收集了7000多次实地观测数据,并运用基于机器学习的新统计模型来绘制这些地图。
我们发现,泥炭地覆盖面积约为370万平方千米。若将其视为一个国家,“泥炭地”的面积将略大于印度。这些泥炭地还储存了约415吉吨(十亿吨)碳——与全球所有森林和树木储存的碳总量相当。

北方泥炭地碳储量的近一半目前储存于永久冻土中,即全年冻结的地层。然而,随着全球变暖和永久冻土融化,泥炭地会发生坍塌,并且其与温室气体的关系完全改变。曾经通过储存碳来降温大气的区域,反而会释放出比其储存量更多的二氧化碳和甲烷。我们发现,未来全球变暖引发的冻土融化将导致温室气体排放,其影响将掩盖并逆转所有北方泥炭地在数百年间的二氧化碳汇效应。这一转变的确切时间仍高度不确定,但很可能发生在本世纪后半叶。
西伯利亚西部和加拿大哈德逊湾周边地区,分布着大面积的永久冻土泥炭地。随着永久冻土融化,这些独特的环境和生态系统将发生根本性改变,其特有的冻结泥炭丘与小型湖泊组合将被大面积的湿润沼泽所取代。
这些变化将导致更多二氧化碳和甲烷释放到大气中,因为原先冻结的泥炭将可供分解它的微生物利用。融化还将导致大量泥炭流失到河流和溪流中,这将影响内陆水域及北冰洋的食物链和生物化学过程。
这些新发现进一步表明,迅速减少排放刻不容缓,因为阻止永久冻土融化的唯一途径是限制全球变暖。在这些广袤而偏远的地区,并不存在可以部署的地球工程解决方案。我们的结果清楚地表明,将全球变暖限制在1.5℃至2℃,其破坏性将远小于当前3℃至4℃甚至更高的升温轨迹。



