Biosfera tidak lagi dapat mengatasi CO2 yang berlebihan • Alexey Gilyarov • Berita Sains mengenai "Unsur" • Ekologi

Biosfera tidak lagi dapat menangani lebihan CO 2

Musim semi datang ke Eropah Barat lebih awal dan lebih awal. Gambar menunjukkan daun poplar di Andalusia (Sepanyol). Foto oleh Boris Goncharov, diterbitkan semula pada "The Elements" dengan kebenaran jenis penulis

Ekosistem menyerap bahagian yang lebih kecil daripada jumlah karbon dioksida yang banyak memasuki atmosfera setiap tahun akibat daripada membakar bahan api fosil, menghasilkan simen, dan membakar tumbuh-tumbuhan. Jika sehingga baru-baru ini dengan peningkatan pengeluaran CO2 atmosfera meningkat secara proporsional dan mengikatnya dengan tumbuh-tumbuhan semasa fotosintesis (sedikit sebanyak, juga oleh fitoplankton lautan), kini biosfera tidak mempunyai masa untuk manusia. Kesimpulan yang membimbangkan ini dicapai oleh sekumpulan saintis dari negara-negara yang berbeza berdasarkan kajian variasi bermusim dalam konsentrasi CO.2 di pelbagai tempat di Hemisfera Utara. Dalam artikel yang diterbitkan dalam jurnal terkini Alammelaporkan peningkatan pengikatan CO2 tumbuh-tumbuhan pada musim bunga (yang menjadi lebih hangat dan terdahulu) sebenarnya tidak dapat dikurangkan dengan kenaikan mendadak dalam pelepasan CO2 ekosistem pada musim gugur (yang semakin menjadi hangat). Pemilihan musim gugur DENGAN2 adalah hasil peningkatan mendadak dalam proses pernafasan semua organisma (termasuk tumbuhan, tetapi terutamanya bakteria dan kulat) sebagai tindak balas kepada peningkatan suhu.

Kandungan karbon dioksida di atmosfera berkembang dengan pesat, yang tidak boleh menyebabkan kebimbangan umum, kerana ini meningkatkan kesan rumah hijau (pengekalan haba di permukaan bumi) dan pemanasan global. Jika di pertengahan abad XVIII, sebelum permulaan revolusi perindustrian, kandungan CO2 di atmosfer adalah kira-kira 280 ppm (bahagian per juta, bahagian per juta), atau 0.028%, kini kepekatannya telah mencapai 381 ppm. Kadar pertumbuhan tahunan juga berubah: pada tahun 1990-an ia adalah 1.3% daripada nilai semasa, dan dalam tempoh 2000 hingga 2006 ia sudah 3.3%. Nilai mutlak kepekatan CO yang tinggi2 dan kadar pertumbuhannya belum lagi dipatuhi sekurang-kurangnya untuk 650 ribu tahun yang lalu (satu tempoh dimana data yang boleh dipercayai diperolehi berdasarkan analisis komposisi gas buih udara yang dimeteraikan di dalam ais Antartika).

Karbon dioksida di atmosfera sebenarnya boleh berkembang lebih cepat. Walau bagaimanapun, nasib baik bagi kita, kira-kira separuh jumlah CO2yang memasuki atmosfera apabila membakar bahan api fosil dikaitkan sebagai hasil fotosintesis tumbuhan daratan, dan sedikit sebanyak – phytoplankton lautan (Canadell J.G., Le Quéré C., Raupach M.R., et al., 2007). Pelajar kitaran karbon global semakin menumpukan perhatian mereka kepada satu keadaan: walaupun sebagai pelepasan CO meningkat,2 akibat daripada pembakaran bahan api fosil semakin meningkat dan kepekatan CO2 di atmosfera nisbahnya kenaikan kedua-dua kuantiti (iaitu CO2 dan kepekatannya yang dilihat) tidak berubah. Dalam erti kata lain, biosfera (dan lebih tepatnya, keseluruhan organisma fotosintesa) menyerap jumlah mutlak karbon yang meningkat.

Tetapi apakah keupayaan ekosistem penyerapan karbon? Sudah tentu, menyerap jumlah tambahan CO.2 ekosistem akan hanya selagi jisim tumbuh-tumbuhan dan / atau jisim bahan organik meningkat untuk masa yang lama daripada peredaran, sebagai contoh, jatuh ke dalam tanah, ke dalam rawa atau sedimen bawah tasik. Cepat atau lambat, batas mengikat DENGAN2 ekosistem akan dicapai, dan kemudian kadar kenaikan CO2 atmosfera akan segera meningkat sekurang-kurangnya dua kali. Ini akan berlaku walaupun pelepasan kekal pada tahap yang sama (yang tidak mungkin dalam dirinya sendiri). Hakikat bahawa "kapasiti karbon" lautan telah mencapai batas dan pengikatan jumlah tambahan CO oleh lautan2 mengecut, terbukti baru-baru ini oleh pemerhatian langsung (Le Quéré C., Rödenbeck C., Buitenhuis E.T. et al., 2007).

Dan dalam isu majalah yang baru diterbitkan Alam (3 Januari 2008) menerbitkan sebuah artikel yang melaporkan tanda-tanda membimbangkan pengurangan penyerapan CO2 juga ekosistem terestrial. Penulis artikel ini dari Makmal Pengajian Iklim dan Alam Sekitar (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Gif-sur-Yvet, Perancis) dan institusi lain di Perancis, serta Belgium, Kanada, China, Amerika Syarikat, Sweden dan Finland (jumlah 16 lelaki) memberi tumpuan kepada nisbah trend jangka panjang peningkatan CO2 di atmosfera dan turun naik bermusim dalam kepekatan CO2berlaku terhadap latar belakang trend ini.

Bagaimana hubungan dua dinamik (abadi dan bermusim) ini dapat digambarkan dengan contoh siri terpanjang (hampir setengah abad) data yang diperoleh oleh Observatorium Mauna Loa (lihat: Mauna Loa) di pulau Hawaii. Grafik meringkaskan hasil pengukuran (lihat rajah.1) menunjukkan pertumbuhan yang berterusan dan turun naik bermusim tetapi tetap dalam kepekatan CO2: Maksimum adalah pada bulan April-Mei, dan minimum adalah pada bulan September-Oktober. Perubahan-perubahan ini berlaku disebabkan oleh fakta bahawa proses penggunaan karbon dioksida, iaitu, fotosintesis tumbuhan, hanya berlaku dalam tempoh panas dari akhir musim bunga sehingga akhir musim panas (di hemisfera utara pada bulan Mei-Ogos). Pada musim gugur, musim sejuk, dan musim bunga awal, fotosintesis adalah mustahil (sekurang-kurangnya di latitud udara dan utara, di mana suhu negatif ditubuhkan).

Rajah. 1. Tukar kandungan CO2 di atmosfera dari tahun 1958 hingga 2006, menurut Observatorium Mauna Loa di Hawaii. Terhadap latar belakang trend utama (pertumbuhan mantap kepekatan CO2) Variasi bermusim yang dikaitkan dengan fotosintesis tumbuhan terestrial jelas kelihatan setiap tahun. Satu kitaran tahunan biasa adalah pada bar sisi. Rajah. dari www.globalwarmingart.com

Tetapi selari, dalam mana-mana ekosistem, proses terbalik kepada proses fotosintesis – pernafasan (penguraian bahan organik dengan penggunaan oksigen dan pelepasan CO2). Walaupun semua organisme bernafas, kemasukan jisim utama karbon dioksida ke atmosfera hampir sepenuhnya ditentukan oleh respirasi bakteria dan kulat. Pernafasan berlaku lebih lama daripada fotosintesis.Pada musim panas, apabila panas, keamatannya sangat tinggi, tetapi pada masa yang sama terdapat puncak fotosintesis, dan akibatnya CO dikaitkan2 lebih daripada menonjol. Tetapi sebaik sahaja fotosintesis menjadi lemah, nisbah penggunaan dan perkumuhan CO2 beralih ke arah perkumuhan dan kepekatan CO2 di udara tumbuh.

Pengarang kerja yang sedang dibincangkan menggunakan contoh beberapa kontinu (yang bertahan sekurang-kurangnya 15 tahun) siri pemerhatian perubahan dalam kandungan CO2 di tempat yang berbeza di Hemisfera Utara, kita mengesan bagaimana posisi mata di carta berubah di mana garis turun naik bermusim melintasi garis arah utama (lihat Rajah 2). Terdapat dua perkara seperti itu dalam setahun. "Persimpangan Spring" sepadan dengan saat keluk kandungan CO2 Turun: akibat daripada fotosintesis yang intensif, proses pengikatan gas ini mula menguasai pembebasan. "Persimpangan musim luruh" sepadan dengan ketika lengkung naik, dan pemilihan CO2 Akibatnya, pernafasan mula menguasai lebih banyak pengikatannya semasa fotosintesis.

Rajah. 2 Variasi bermusim dalam kandungan CO2 di atmosfera, ditumpukan pada garis trend berbilang tahun (perubahan dalam masa dari kiri ke kanan). Satu kitaran tahunan ditunjukkan.Sepanjang dekad yang lalu, keseluruhan lengkung telah beralih ke kiri: fotosintesis mula mengatasi bernafas lebih awal dan lebih awal (perubahan dalam tarikh yang ditetapkan sebagai "melintasi musim bunga sifar"- Spring melintasi tarikh persimpangan). Menghairankan, tarikh yang sepadan dengan "lintasan sifar musim luruh»(Autumn crossing date), juga beralih kepada istilah sebelumnya. Pada hari-hari hangat musim luruh, pernafasan meningkat dengan ketara dan ini menafikan hasil fotosintesis aktif pada musim bunga. Rajah. dari artikel: Miller J.B. Kitaran karbon: Sumber, tenggelam dan musim // Alam. 2008. V. 451. P. 26-27

Sehingga baru-baru ini, ia dianggap sebagai peningkatan yang ketara dalam penggunaan CO2 tumbuh-tumbuhan berlaku terutamanya disebabkan oleh pemanjangan musim yang semakin meningkat – tempoh pertumbuhan tanaman yang aktif. Sesungguhnya, musim bunga adalah fenologi, contohnya, dari segi daun mekar, datang lebih awal dan lebih awal (di Eropah Barat berbanding tahun 1960an, secara purata, 12 hari sebelumnya), dan musim luruh semakin hangat. Secara teorinya, perubahan iklim dan perubahan fenologi berikut juga akan mempengaruhi sifat dinamik bermusim kandungan CO.2. "Penyeberangan musim bunga" harus bermula lebih awal dan "musim luruh" harus datang kemudian.

Tetapi menguji hipotesis ini pada data sebenar menunjukkan trend yang tidak dijangka: jika "persimpangan musim bunga" benar-benar mula diperhatikan lebih awal, maka "persimpangan musim gugur" juga berpindah ke tempoh yang lebih awal (dan tidak kemudian, seperti yang diharapkan). Ini berlaku kerana, disebabkan suhu tinggi pada musim luruh, kadar pernafasan ekosistem meningkat dengan ketara (walaupun fotosintesis juga berterusan, dan lebih aktif daripada tahun-tahun sebelumnya). Akibatnya, pembebasan CO telah dipertingkatkan dengan ketara.2 dalam tempoh musim luruh. Tambahan pula, peningkatan ini hampir sepenuhnya (oleh 90%) mengimbangi peningkatan pengikatan CO.2yang berlaku disebabkan oleh musim panas yang lebih hangat dan awal.

Pengarang artikel menekankan bahawa jika tren yang dikesan dalam perubahan dalam dinamik bermusim CO2 akan berterusan (dan, nampaknya, ia akan menjadi begitu), penyerapan karbon oleh ekosistem utara mungkin akan berkurangan dalam masa terdekat. Untuk bergantung kepada fakta bahawa hutan boreal (kebanyakannya terletak di Rusia) sekiranya pemanasan akan mengikat lebih banyak dan lebih banyak karbon dioksida dan dengan itu menahan kesan rumah hijau yang meningkat (dan oleh itu, memanaskan dirinya sendiri), sayangnya, tidak perlu.

Sumber: Shilong Piao, Philippe Ciais, Pierre Friedlingstein et al. Kerugian karbon dioksida bersih Alam. 2008. V. 451. P. 49-52

Lihat juga:
1) Corinne Le Quéré, Christian Rödenbeck., Erik T. Buitenhuis et al. Ketepuan CO Ocean Ocean Selatan2 tenggelam akibat perubahan iklim baru-baru ini // Sains. 2007. V. 316. P. 1735-1738.
2) Josep G. Canadell, Corinne Le Quéré, Michael R. Raupach et al. Sumbangan untuk mempercepat CO atmosfera2 keamatan karbon, PNAS. 2007. V. 104. P. 18866-18870 (keseluruhan teks artikel penting ini berada dalam domain awam).
3) Pemanasan di utara Eropah membuat nestlings dari flycatcher berbaur, Elements, pergi lapar, 05/05/2006.
4) Perubahan iklim selama 15 tahun: ramalan dan realiti, "Unsur", 05/18/2007.
5) Menyimpan bahan api daripada pemanasan global, Elemen, 14 Mac 2007.

Alexey Gilyarov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: