雨林吸收的碳對于氣候如何響應(yīng)人類碳排放是至關(guān)重要的。植物是人類對抗氣候變化的最后堡壘之一。它們會吸入二氧化碳氣體從而生長得更快，并且隨著人類不斷制造溫室氣體，植物也會吸入更多的溫室氣體。然而一項新的研究發(fā)現(xiàn)，有限的營養(yǎng)物質(zhì)或許讓植物的生長速度無法像科學家想象的那樣迅速，從而導致到2100年，全球變暖會比一些氣候模型所預測得更為嚴重。
植物的茁壯成長需要不同的營養(yǎng)物質(zhì)，例如氮被用來合成吸收光線的色素葉綠素，而磷則用來合成蛋白質(zhì)。
農(nóng)民在肥料中提供了這些營養(yǎng)物質(zhì)，但是在自然界，植物必須自己找到它們的來源。
新的氮來自于空氣——空氣中有78%的體積是氮，但它們幾乎全部以氮氣的形式存在。植物并不能將氮氣分解，因此它們只好依靠土壤中的細菌為其完成這項使命。一些植物——主要是豆科植物——在它們的根系中進化出了結(jié)節(jié)，用于儲存它們的細菌。而新的磷則來自于風化的巖石，或者有時候從沙漠吹來的砂礫。
然而，這兩種重要的營養(yǎng)物質(zhì)在全球氣候模型中很難被作出充分的解釋。在政府間氣候變化專門委員會(IPCC)最近用來在大多數(shù)報告中預測未來全球變暖的11個模型中，只有兩個模型考慮到有限的氮對植物生長造成的影響;而沒有一個模型考慮過磷，盡管2014年發(fā)表的一篇論文隨后指出了這一疏漏。
因此美國科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心生物地球化學家William Wieder和同事，著眼于分析在不同的模型中對于新植物的生長所進行的預測，并且估算了滿足這些預測將需要耗費多少氮和磷。研究人員還研究了在天然來源中有多少額外的氮和磷是實際可用的。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，如果不相應(yīng)地校正模型，將沒有足夠的氮和磷能夠滿足預測。
研究人員在4月20日的《自然—地球科學》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告說，與IPCC的數(shù)據(jù)相比，考慮了氮和磷后的年度全球碳儲存平均預測值減少了25%。到2100年，這樣一種戲劇性的減少將使土地從吸收碳變?yōu)楸贸鎏肌S著土壤微生物的呼吸作用(它們會釋放出二氧化碳氣體)，全球溫度將變得更高。這意味著隨著土地開始放大人類活動導致的氣候變暖而非減緩這種趨勢，地球?qū)⒆兊酶鼰帷?/div>
然而，這里依然存在各種各樣的未知數(shù)。例如，土壤中的細菌在分解死亡的植物后會釋放出氮和磷，因此這些微生物能夠增加可以獲得的氮和磷的總量。
加利福尼亞州帕洛阿爾托市卡內(nèi)基研究所生態(tài)學家Chris Field表示，這篇論文是“扎實的、令人興奮的研究”。他強調(diào)，不同的模型可能著眼于能夠?qū)ξ磥碇参锷L造成影響的不同因素。
佛洛斯特堡馬里蘭大學環(huán)境科學中心生物地球化學家Eric Davidson認為，研究人員需要進行更多的野外研究，從而搞清營養(yǎng)物質(zhì)狀況如何影響森林的生長。Davidson說：“這是很難做的，同時也是很昂貴的，但這是我們能夠為這些模型獲得更好參數(shù)的唯一方法?！?/div>
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