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新疆沙漠固碳研究最新发现塔克拉玛干沙漠年固碳160万吨

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日前,中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所(以下简称“沙漠所”)一项最新研究显示,塔克拉玛干沙漠具有不容忽视的固碳能力,沙漠所副研究员杨帆在研究中首次发现,由土壤热量波动引起的含二氧化碳的土壤空气膨胀/收缩对流沙二氧化碳交换总量的贡献,出人意料地强烈。

日前,中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所(以下简称“沙漠所”)一项最新研究显示,塔克拉玛干沙漠具有不容忽视的固碳能力。

沙漠所副研究员杨帆在研究中首次发现,由土壤热量波动引起的含二氧化碳的土壤空气膨胀/收缩对流沙二氧化碳交换总量的贡献,出人意料地强烈。这一长期的隐匿过程与土壤盐/碱的化学固碳作用结合,分别主导了流沙中二氧化碳的释放和吸收过程。在释放和吸收的动态平衡中,吸收相对较强,使沙漠生态系统展现出固碳功能。

研究显示,当前,塔克拉玛干沙漠每年以160万吨的稳定速度吸收大气中的二氧化碳,呈现出稳定的固碳效应。这相当于每年吸收我国1.54%的二氧化碳排放量。如果考虑全球所有流动沙漠,且以塔克拉玛干沙漠的固碳速率代表平均状态,那么预计全球流动沙漠生态系统每年可固定大气二氧化碳约2.125亿吨。这相当于16座630兆瓦燃煤电厂的全年碳排放量。

杨帆认为,沙漠生态系统在全球碳循环中的地位不容忽视。尽管相比于森林和草地等生态系统,塔克拉玛干沙漠的固碳能力相对较弱,但在我国西北干旱区以荒漠为主要生态系统的大背景下,也为减少碳排放、减缓气候变化发挥了积极作用。

研究同时发现,气候变化导致塔克拉玛干沙漠碳汇能力衰减。随着气候变化,沙粒孔隙中的空气热膨胀作用不断加剧,促使更多的土壤二氧化碳随膨胀的空气泵入大气。释放作用逐渐增强,导致塔克拉玛干沙漠流沙固碳能力每年以0.43%的速度减弱。如果对气候变化完全不加遏制,塔克拉玛干沙漠流沙固碳能力将以每年1.2%的速度快速减弱,预计在2100年左右二氧化碳吸收/释放将达到平衡。这些过程将通过气候变化下的正反馈效应不断加速。在削弱人类抑制未来大气二氧化碳排放优势,加剧气候变暖的同时,促使干旱地区背负更大的气候变化压力和风险,引发一系列生态环境问题,阻碍我国西北干旱地区可持续发展。

为了研究上述问题,杨帆自2017年在兰州大学黄建平教授的指导下,带领团队在塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地开展沙漠固碳机理观测试验。相关成果发表在《Science Bulletin》和《Geoderma》上,引起广泛关注。


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